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塑料阻燃技術面面觀

2007-11-13 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網

塑料應用領域不斷擴大的同時其可燃且發熱量升高并容易引燃,給人類帶來了意想不到的危險和損失。因此從60年代后期人們就開始注意并強調天然及合成材料的難燃性,阻燃劑開始作為一類重要助劑首先在化纖、塑料工業中崛起。

自70年代國外阻燃劑開始迅速發展,消費量和品種急劇上升,每年大約以6~8%的速度增長。在塑料行業眾多的助劑中阻燃劑消費量已躍居第2位,成為僅次于增塑劑的大品種。美國商業通訊公司(BCC)預計阻燃劑年增長率為5.2%,2006年全球銷售額將超過10億美元。阻燃劑通常分為添加型和反應型:添加型阻燃劑多用于熱塑性塑料中,是目前世界各國產量最大的阻燃劑,占阻燃劑總產量的90%。反應性阻燃劑多用于熱固性塑料中;阻燃劑按化學結構可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑,無機阻燃劑主要有銻化合物、無機硼化合物、無機磷系阻燃劑、無機氫氧化物等,有機阻燃劑包括有機鹵系阻燃劑和有機磷系阻燃劑。

銻阻燃劑

銻產品價格高、發煙量大,而三氧化二銻是鹵素阻燃劑必不可少的協同劑,因此對三氧化二銻顆粒細度要求越來越細,不僅可大大減少用量、提高阻燃性,而且發煙量也大大減少,F在的細度一般均在幾個微米到0.01μm,如日本的精工株式會社開發的Patox平均粒徑為0.01~0.02μm。貴州榕江風華銻品化工廠開發的超細高純活性氧化銻,平均粒徑0.02μm、含量99.999%。PolycomHuntsman公司開發的NyacoIADP480是粒徑小于0.1μm的五氧化二銻,添加1%可在PP中起良好阻燃作用,且不會對PP的沖擊強度、透明性等產生影響。另外采用三氧化二銻與氫氧化鋁、硼酸鋅、氟硼酸鹽等復配,不僅可減少三氧化二銻的用量且發煙量也大為降低。總之超細化、尋求銻代用品和減少發煙量是銻阻燃劑的開發熱點。

溴系阻燃劑

溴系阻燃劑盡管發煙量大,因環保問題受歐盟限制;但由于阻燃性能好、用量少、對產品性能影響小,在今后的相當長時間內仍為阻燃劑的主力。隨著技術進步國際上溴系阻燃劑發展的新特點是繼續提高溴含量和增大分子量。如美國Ferro公司的PB-68主要成分為溴化聚苯乙烯,分子量15000、含溴68%。溴化學法斯特公司和Ameribrom公司分別開發的聚五溴苯酚基丙烯酸酯,含溴量70.5%\分子量30000~80000。這些阻燃劑特別適合于各類工程塑料,在遷移性、相容性、熱穩定性、阻燃性等方面均大大優于許多小分子阻燃劑,有可能成為今后的更新換代產品。

磷系阻燃劑

磷系阻燃劑大都是液體,主要用于PU、PVC等塑料。小分子磷系阻燃劑的主要缺點是揮發性大、耐熱性不高,目前正努力開發大分子量的化合物和齊聚物,如GreatLake公司的Firemacster836為鹵化磷酸酯,含有磷、溴、氯,具有很低的粘度,特別適合用于澆注制品和PU軟泡塑料中。具有阻燃和增塑、阻燃和交聯的多功能化是磷系阻燃劑發展的另一個主要方面,阻燃增塑劑特別是低溫下增塑作用主要用于PVC制品中,如國內生產的二異丙苯磷酸酯。阻燃交聯劑是一些具有反應活性的含磷多元醇類,不僅可用作PU的反應型阻燃劑,而且還與溴系阻燃劑并用于環氧樹脂中,可大大減少溴阻燃劑的用量。磷系阻燃劑今后還要向低毒化發展,不僅解決產品本身的毒性,還要考慮燃燒分解產物的毒性以及廢品的環境污染問題,甚至還要考慮生產、銷售、貯運過程中的毒性問題。

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