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聚烯烃的无卤阻燃技能发展概述

来源:本站日期:2014-11-24 浏览:0

聚烃类高分子资料是一种易燃资料,用其制造的电线电缆,在高压、热源等条件下简单导致火灾,而火焰会

沿着电线敏捷蔓延到全部电线载路。含卤聚合物或与含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物具有优秀的阻燃功能,曾作为阻烯资料被广

泛运用。但是,火灾发作时,这类含卤阻燃资料会发作许多的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,构成成二次损害。为此,开发新的

阻燃系统,研讨焚烧时发烟量小,不发作有毒、腐蚀性气体的无卤阻燃烯烃是很有必要的。无卤阻燃添加剂首要以磷系化合物和金

属氢氧化物为主。这两类化合物,焚烧时不挥发、不发作腐蚀性气体,被称为无公害阻燃剂,在国外已得到深化的研讨和广泛运用

。 无卤阻燃剂品种及其作用原理高分子资料的焚烧的焚烧是一个包含热、氧、可燃资料三个要素的杂乱过程。从原理上讲,只需

减缓或阻挠其间一个或几个要素,就可到达阻燃的意图。无卤添加阻燃剂不光能够起到稀释可燃资料浓度的作用,更重要的是,可

以经过本身吸热脱水或促使资料脱水,吸收焚烧发作的热量,降低焚烧资料外表温度,到达阻挠资料持续焚烧的意图。有些阻燃剂

在本身脱水后构成一种不燃的隔音层或使可燃外表炭化,阻隔可燃资料与空气的触摸,然后起到阻燃的意图。 磷系阻燃剂磷系阻

燃剂分隔无机和有机磷阻燃剂。

无机磷阻燃剂首要以红磷、磷酸盐及磷-氮基化合物为主;有机磷系阻燃剂首要以磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯为主。此外,还

有多种磷取代基的化合物、多聚物、齐聚物以及多种磷-氮键化合物,故磷系阻燃剂品种非常多。磷系阻燃剂是弱的火焰按捺剂,

对聚合物阻燃作用首要以凝集相阻燃为主。磷系阻燃剂在凝集相方面的阻燃作用在于磷系化合物受热后首要分化为磷酸,磷酸是一

种极好的脱水催化剂,办公而促使聚合物脱水炭化。在受强热时,磷酸聚合为聚磷酸,它是一种更强的脱水催化剂。磷酸脱水后所

生成的焦炭层呈石墨状,能隔阻内部聚合物与氧化触摸,焦炭层导热性差,使聚合物与热源阻隔,减缓了热分化,然后起到阻燃的

作用。胀大型多聚磷酸铵是近年研讨较多的一种阻燃剂。其阻燃机理是:焚烧时,胀大型阻烯剂和各组分之间发作一系列化学反响

,并在聚合物外表构成一泡沫炭层,此层在凝集相中不光能隔热、隔氧及防熔滴,并且还可改进磷系阻燃剂发烟量大缺点。日本将

这种胀大型阻燃剂用在聚烯烃类化合物中获得极好的作用,并有多项专利相继问世。其间,Kanaoka,Kunio等的专利标明,选用聚

磷酸铵阻烯剂对乙烯-丙烯共聚物进行阻燃,可使氧指数到达31.3/我我国中山大学的廖凯等人以多聚磷酸铵为阻燃剂,在发兆剂三

聚氰胺和成炭剂季戊四醇的协同下,对电线电缆用聚丙烯的阻燃进行了研讨,标明它是聚丙烯类电缆阻燃极好的无卤低烟阻燃剂。

北京理工大学的欧育湘新近选用了一种在红磷协效剂协同作用下的无卤胀大型石墨阻燃剂,对聚丙烯的阻燃有极好的阻燃作用。张

志龙等人在胀大型阻燃剂中参加成炭推进剂后发现它对聚乙烯也有极好的阻燃作用。聚磷酸铵阻燃剂也存在一些疑问,如与高分子

资料联系性较差,在制品中简单渗出而降低阻燃性,并且聚磷酸铵在250℃受热分化,难以满意聚合物在较高温度下加工的工艺要

求。 金属氢氧化物首要是指氢氧化铝和氢氧化镁。氢氧化铝即三水合氧化铝(简称ATH),是首要的无机金属氢氧化物阻燃剂,占

无机阻燃剂用量的80"?上。ATH受热后,三个结晶水会在三个不一样的温度下开释。ATH的阻燃机理能够概括为:其一,填充ATH,使

可燃性高聚物的浓度降低;其二,ATH吸热后脱水,水汽化为水蒸气吸收聚合物焚烧所放出的热,按捺聚合物的温度升高,稀释可

燃性气体和氧的浓度,阻挠焚烧反响持续进行;其三,ATH脱水后可在可燃物外表生成Al2O3隔热层,阻挠聚合物与氧触摸,起到阻

燃作用。 ATH的阻燃作用与其添加量有很大的联系,通常需求添加50"?上才能有较显着的阻燃作用。如此大的添加量会使塑料的粘

度增大,耐性减小,开裂伸长率降低。为了处理这些疑问,通常选用硅烷偶联剂和钛酸酯类偶联剂处理ATH,可获得较好的作用。

张显友等人选用硅烷交联技能对无卤阻燃电缆料进行了研讨,标明无论是阻当务之急性还是力学功能无获得了进步。ATH的粒度对

聚合物阻燃功能及力学功能很大的影响,研讨标明,等量的阻燃剂,粒度越小,比外表积越大,阻燃作用越好;超细粒度的ATH,

可增强界面的相互作用,有用地改进共混物的力学功能。高纯化的ATH会使资料的电气功能得以进步。高纯化是指氢氧化铝含量大

于99.9??氧化钠的含量低于0.2?¨量分数。金属氢氧化镁也是一种有用的添加型无卤阻燃剂。其阻燃原理和氢氧化铝相似。郭家声

研讨标明,选用氢氧化镁阻燃聚烯烃氧指数可到达41。以氢氧化镁为无卤阻燃剂的研讨许多,均获得较好的作用。氢氧化镁阻燃剂

和氢氧化镁铝相似,也是高添加型阻燃剂,为此,对氢氧化镁进行各种外表处理是必要的。 阻燃剂的协同作用 独自运用一种阻燃

剂通常很难满意无卤阻燃电缆料的运用需求,因此,常常选用两种或两种以上的阻燃剂合作运用。例如,在ATH中参加适当的硼化

物会起协同阻燃作用。选用硼酸锌与ATH复配阻燃剂对乙烯-醋酸乙烯共聚物进行阻燃,在500℃以上能构成相似陶瓷的残渣,而仅

用ATH时焚烧物为脆性易落的灰烬,不能极好地阻上焚烧。Guimond,Christopher N.选用60?氢氧化镁阻燃剂,对PE/EMA二元系统的

阻燃研讨标明,笔直焚烧功能优秀,但开裂伸长率低。当选用氢氧化镁、硼酸锌和硅氧烷混合物进行阻燃研讨,在笔直焚烧功能不

变的情况下可使数据裂伸长率添加,阐明填充的硅氧烷和硼酸锌具有协同作用。氢氧化铝名氢氧化镁与硼酸锌和红磷共混能够对烯

烃共聚物进行阻燃,其氧指数可到达32。将ATH与氢氧化镁合作运用,相同可起到协同作用。尽管氢氧化镁分化吸收的热量比氢氧

化铝小,但分化温度较高,可达340℃。氢氧化镁有推进聚合物外表成炭的作用,两者联系运用会使阻燃作用非常好。日本专利报导

,选用氢氧化铝和氢氧化镁共混物阻燃PE,可使氧指数到达30,开裂伸长率到达425????氢氧化镁阻燃剂,对PE/EMA二元系统的阻

燃研讨标明,笔直焚烧功能优秀,但开裂伸长率低。当选用氢氧化镁、硼酸锌和硅氧烷混合物进行阻燃研讨,在笔直焚烧功能不变

的情况下可使数据裂伸长率添加,阐明填充的硅氧烷和硼酸锌具有协同作用。氢氧化铝名氢氧化镁与硼酸锌和红磷共混能够对烯烃

共聚物进行阻燃,其氧指数可到达32。将ATH与氢氧化镁合作运用,相同可起到协同作用。尽管氢氧化镁分化吸收的热量比氢氧化

铝小,但分化温度较高,可达340℃。氢氧化镁有推进聚合物外表成炭的作用,两者联系运用会使阻燃作用非常好。

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