無鹵阻燃型PP
隨著歐盟出臺的ROHS以及WEEE條例,國際上許多公司已經(jīng)開始對材料中所含的部分物質進行了禁止出現(xiàn)或者限量管制等要求。無鹵阻燃PP已經(jīng)成為目前研究的熱點,但是基于無鹵阻燃劑的高昂的價格,開發(fā)低成本的無鹵阻燃聚丙烯產(chǎn)品將成為生產(chǎn)企業(yè)所研究的關鍵課題。
無鹵阻燃PP的優(yōu)勢:
溴系阻燃劑為傳統(tǒng)型含鹵素阻燃劑,其阻燃效率高,但發(fā)煙量大,燃燒時會釋放有毒有害氣體,污染環(huán)境且危害人體健康,其應用將被漸漸禁止。而膨脹型阻燃劑是目前發(fā)展最迅速的,以磷、氮為阻燃元素的無鹵阻燃劑,具有低煙、低毒、不產(chǎn)生腐蝕性氣體的優(yōu)點。隨著溴系阻燃劑和三氧化二銻價格的升高,無鹵阻燃劑迎來了推廣的良機。
我公司PP阻燃劑的種類:
1.PP-SFR-A-2
一款膨脹型阻燃(IFR)阻燃PP。主要阻燃劑三聚氰胺類型。最主要優(yōu)勢:無鹵阻燃1.6mm V0;灼熱絲850度不起燃;成本低。劣勢:力學強度低。一般最好做本色和白色。
2.PPV0母粒
一款膨脹型阻燃(IFR)阻燃母粒。阻燃劑主要成分APP.優(yōu)勢:以PP原料與PPV0母粒以1:1的比例均混,甚至可以加入色母配成各種顏色,材料的阻燃等級可以達到UL-94 1.6mmVO;客戶可以根據(jù)性能要求選擇不同牌號的PP與PPV0母粒進行均混從而調節(jié)材料的性能。劣勢:耐水性不好,長期接觸水或水煮后阻燃性會降低。目前我們公司已經(jīng)量產(chǎn),應用在暖風機外殼上。
3.PP-FR-3M
在PP-FR-3的基礎上加入了15份填充。優(yōu)勢:尺寸更穩(wěn)定,收縮率減小。劣勢:力學強度較低;價格相對于PP-SFR-A-2和PPV0母粒成本要高。
4.PP-FR-3G
在PP-FR-3的基礎上加入了20份玻纖。優(yōu)勢:具有高強度、高剛性,尺寸穩(wěn)定性因此可以用來替代金屬、熱固性樹脂及其它特種工程塑料;熱變形溫度高?蛇_到130℃,主要用于汽車、家電等領域。應用如汽車發(fā)動機冷卻風扇、洗衣機內(nèi)電機外殼和過濾機板框等。劣勢:價格相對PP-SFR-A-2和PPV0母粒成本要高;材料生產(chǎn)率低。
阻燃PP的分類:
1.鹵化物/三氧化二銻(Sb2O3)阻燃PP
在較高溫度下鹵系阻燃劑發(fā)生分解,并釋放出鹵化氫(HX)。HX與PP燃燒過程中產(chǎn)生的自由基發(fā)生作用,終止掉所產(chǎn)生的自由基,從而達到阻燃的目的。而且脂肪族溴化物與三氧化二銻配合使用有良好的阻燃效果。芳香族溴化物與過氧化異丙苯配合使用,具有明顯的協(xié)同效應。但因其有鹵素存在,不利于健康環(huán)保要求。在燃燒過程中,HBr氣體和SbBr3氣體因為密度大,覆蓋在材料表面,起到阻隔空氣作用,反應生成水吸熱汽化也可稀釋氧氣密度,Sb2O3分解反應為吸熱反應,可以降低材料表面溫度。Br-Sb阻燃機理主要為氣相阻燃,因此滑石粉和玻纖的加入很大程度上降低了樹脂基體與氧氣的接觸,起到了很好的阻燃作用。
2.堿金屬氫氧化物填充阻燃PP
如Mg(OH)2和Al(OH)3等,其優(yōu)點是:無毒、耐熱性良好、抑煙。受熱分解放出大量的水分,進而吸收大量的熱量產(chǎn)生水蒸氣稀釋可燃性氣體,同時起到隔絕空氣的作用;堿金屬氫氧化物受熱分解產(chǎn)生耐水的金屬氧化物形成一層固相的阻隔層,有利于材料的阻燃。缺點是:與PP相容性差,添加量較大,不易分散,嚴重影響材料的力學性能。
3.膨脹型阻燃(IFR)阻燃PP
IFR在燃燒受熱時脫水成炭膨脹,在聚合物表面形成多孔致密炭層膨脹型阻燃劑優(yōu)點是無鹵、無銻、低煙、低毒,其成分可分為:酸源、碳源、氣源。 酸源:如磷酸、硫酸、硼酸磷酸銨鹽、磷酸酯和硼酸鹽等。碳源:也叫成炭劑,一般為富碳的多羥基化合物,如淀粉、季戊四醇和它的二聚物 、三聚物以及含有羥基的有機樹脂等。氣源:也化合物叫發(fā)泡源,多為三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨等胺或酰胺類化合物氧氣和熱而自熄。
市場上的膨脹型阻燃體系主要成分一般為多聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺、季戊四醇,其阻燃機理為:多聚磷酸銨受熱分解,生成磷酸、焦磷酸、H2O和NH3,磷酸和焦磷酸具有強脫水作用,可使季戊四醇脫水炭化,反應形成的水蒸氣和NH3與三聚氰胺分解的NH3使炭層膨脹,形成一層多孔的均質炭層,起到阻隔氧、隔熱、抑煙,防止熔滴的作用,進而達到阻燃效果。阻止聚合物與熱源和氧氣的接觸,使燃燒的聚合物得不到足夠的。
4.磷系阻燃PP()
磷系阻燃劑優(yōu)點是低煙、低毒,用量少,并能與多種阻燃劑產(chǎn)生協(xié)同效應,主要有磷酸酯類、多硫酸鹽、紅磷等。阻燃機理:在高溫燃燒時,有機磷分解生成阻燃磷酸液態(tài)膜層,磷酸在此環(huán)境中進一步脫水生成偏磷酸,多種阻燃劑產(chǎn)生協(xié)同效應,又進一步聚合生成具有很強的脫水性的聚偏磷酸,使聚丙烯脫水炭化,表面形成隔絕空氣的炭。