阻燃剂的基本理论精品文稿.ppt

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1、阻燃剂的基本理论第1页，本讲稿共13页阻燃剂的基本概念和要求n阻燃剂：能够阻止或延缓高分子材料燃烧,增加其耐燃性的物质n理想的阻燃剂除了阻燃性能外，还应有以下的要求n与塑料相容性好n不严重改变树脂的物理性能n有良好的光稳定性n价格便宜n不腐蚀塑料加工设备n不产生有毒粉尘、烟尘和气味第2页，本讲稿共13页阻燃剂的应用摘自塑料阻燃剂的发展现状和未来开发动向简介 湘潭大学化工学院第3页，本讲稿共13页阻燃剂市场简介摘自塑料阻燃剂的发展现状和未来开发动向简介 湘潭大学化工学院第4页，本讲稿共13页不同地区阻燃剂的消费结构第5页，本讲稿共13页阻燃基本机理n干扰火焰中的燃烧化学，抑制反应中起增长作用的自

2、由基。n固相中中止聚合物的热分解和组织固相释放出可燃性气体。n中断热交换，将聚合物燃烧产生的热量带走而不反馈到聚合物上，使聚合物不再持续分解。n加快聚合物的成炭速率，促使聚合物交联，或者发生反应形成一层涂层，防止下层聚合物进一步裂解和燃烧。第6页，本讲稿共13页阻燃性能测定美国保险业实验室UL-94燃烧试验 127mm，宽12.7m的试样垂直悬挂，试样上端(6.4mm的地方)用支架上的夹具夹住，试样下端距灯嘴9.5mm，距干燥医用脱脂棉球305mm，试样先用本生灯(19mm高的蓝色火焰)第一次灼烧10秒，在试样自熄后，再第二次烧10秒，每一次试验应检测5个试样，并按下述标准分级。样品的通常厚度

3、为3.2mm和1.6mm第7页，本讲稿共13页V-0级V-1级V-2级明燃时间10秒明燃时间30秒明燃时间30秒明燃总时间(10次点燃)50秒明燃总时间(10次点燃)250秒明燃总时间(10次点燃)250秒无熔滴引燃脱脂棉无熔滴引燃脱脂棉允许熔滴引燃脱脂棉试样不燃至夹具试样不燃至夹具试样不燃至夹具点火源移走后，阴燃时间30秒点火源移走后，阴燃时间60秒点火源移走后，阴燃时间60秒阻燃性能分级第8页，本讲稿共13页阻燃剂种类介绍n阻燃剂的发展n阻燃剂种类及其基本特点n卤素系：燃烧后环境污染大，逐渐被限制使用n有机磷系：添加量大，一般为10%30%，多数分解温度比 较低，易腐蚀模具，有些还会影响树

4、脂的冲击强度n磺酸盐系：添加量少，阻燃效率高，但要满足更高的阻燃要 求则需和其他阻燃剂复配使用n硅系：高效、无烟、低毒、对环境友好，但成本高，常与其他阻燃剂复合使用卤素系(Cl,Br)有机磷系磺酸盐系、硅系第9页，本讲稿共13页磺酸盐系阻燃剂概述n磺酸盐系阻燃剂的阻燃机理 在PC中，燃烧时能促进CO2和H2O的释放，促进酚类物质的生成，促进脂肪族和芳香族化合物的产生，加快PC分子的成炭速率，促使聚合物分子交联。n磺酸盐系阻燃剂分类n苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)n全氟丁基磺酸钾(PPFBS)n2,4,5三氯苯磺酸钠(STB)第10页，本讲稿共13页n磺酸盐系阻燃剂的特点及其在PC中的应用产品苯磺酰

5、基苯磺酸钾(KSS)全氟丁基磺酸钾(PPFBS)2,4,5三氯苯磺酸钠(STB)应用KSS使用较广泛，它不含卤素，环保经济。添加0.05%0.1%即可使PC的氧指数从27提高到37左右，且不会影响PC的透明性。不足之处是单独使用不能满足更高的阻燃要求，如不能使薄壁制件(厚度2.5mm)的阻燃性达到UL-94 V-0级。实际应用时，常与聚硅氧烷复配使用此外若同时再加入少量含氟聚合物可使材料阻燃性更佳。在PC中添0.06%0.1%即可使材料阻燃性能达到UL-94 V-0(3.2mm)。需注意的是用量如超过0.1%，不但不能提高材料的阻燃性能且会影响PC的透明性。为满足更高的阻燃要求。通常可加入少量

6、硅氧烷进行复配硅氧烷的用量为配方总量的0.02%0.3%时即可使1.6mm厚样条阻燃性达到UL-94 V-0级。常用于阻燃不透明PC材料，其阻燃效果好，在PC中添加0.1%的STB，氧指数即可达25%35%阻燃级可达UL-94 V-0级。STB也可与其他阻燃剂混合协同使用。当单独使用时，整个体系中卤元素含量低于0.15%，在有些规定中被划入无卤材料内。供应商Sloss3M,Bayer,MiteniSloss第11页，本讲稿共13页n硅系阻燃剂(硅氧烷)的阻燃机理 通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性来提高阻燃效果。以聚硅氧烷阻燃的高分子材料，聚硅氧烷多半会迁移到材料表面。一旦燃烧，就会形成硅氧

7、烷特有的SiO键和(或)SiC键的无机隔氧绝热保护层，这既阻止了燃烧分解物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到阻燃、低烟、低毒的目的。n硅系阻燃剂分类n有机硅系：聚硅氧烷，包括硅油、硅树脂、硅橡胶及其多种硅 氧烷共聚物n无机硅系：硅酸盐、硅胶、滑石粉等第12页，本讲稿共13页n硅系阻燃剂的特点：高效、无毒、低烟、防滴落、无污染n一些硅系阻燃剂的应用nGE公司SFR-100，SF-1000nDow corning D.C.RM系列硅树脂微粉阻燃剂，在适用的塑料中添加0.1%1.0%，就可改善材料的加工性；添加1%8%即可得到发烟量、放热量、CO产生量均低的阻燃材料n日本NEC等公司共同开发的带有芳香基的、含支链结构的特种聚硅氧烷。在一些高聚物(如PC)中分散性良好，不易迁移，对PC/ABS合金不但具有高效阻燃性。而且能大幅度提高材料的冲击强度。同时。材料的耐热性、成型性及再循环加工性俱佳。第13页，本讲稿共13页