[免费论文]EMC所用环保阻燃剂介绍及优缺点比较
燃剂的研制.生产及推广应用得以迅速发展,阻燃剂的品种日趋增多.产量急剧上升.下面将按组分的不同,对几种主要的阻燃剂分别进行介绍,并在EMC中引用的环保型阻燃剂的优缺点进行简单的阐述.2实验2.1EMC主要原料及组成表1主要原料及含量组成物质质量百分比/%结晶型硅粉60~80熔融型硅粉0~20环氧树脂10~18硬化剂5~10环保型阻燃剂0~4离型剂0～1促进剂0～1偶联剂0～1着色剂0～12.2样品制备如表1中所示,以不同类型阻燃剂添加在固定配方下,制成环保塑封料(EMC).EMC组成经细粉碎及充分混合,在95℃/25℃的冷.热滚轮(two-roller)上熔融及混炼(kneading)；将EMC刮下成约2.5mm之薄片状,再经冷却.粉碎及混合过程,并压制成φ43的饼料进行相关特性测试.3结果与探讨3.1无机阻燃剂无机阻燃添加剂主要是把具有本质阻燃性的无机元素以单质或化合物的形式添加到被阻燃的基材中,以物理分散状态与高聚物充分混合.在气相或凝聚相通过化学或物理变化起到阻燃作用.以开发探究的木质阻燃元素主要有金属Mg.A1.Ca,非金属B.Si.N.P.Sb,卤素及过渡元素Mo.V.Fe等,无机类阻燃剂主要有金属水合物.红磷.硼类化合物.锑类化合物等,无机阻燃剂具有热稳定性好.不挥发.效果持久.定价便宜等特点,因而得到广泛的应用.3.1.1氢氧化铝氢氧化铝(ATH)是问世最早的无机阻燃剂之一,也是国际上阻燃剂中用量最大的一种.广泛应用于热塑性塑料中,但对PS阻燃效果较差,其主要特性阻燃.消烟.填充三大功能,不产生二次污染,能与多种物质产生协同作用.不挥发.无毒.无腐蚀性.定价低廉,被称为无公害无机阻燃剂.氢氧化铝的阻燃机理是：(1)向聚合物中添加氢氧化铝,降低可燃聚合物浓度；(2)在250℃左右开始脱水,吸热,抑制聚合物升温；(3)分解生成的水蒸气稀释了可燃气体和氧气浓度,可阻止燃烧进行；(4)在可燃物表面生成Al2O3,可阻止燃烧.但ATH有添加量大的缺点,通常需要加入50％以上才能显示很好的阻燃效果.3.1.2氢氧化镁氢氧化镁(MTH)是目前发展较快的一种环保添加无机阻燃剂,具有热稳定性好.不产生有毒气体.定价便宜等优点,添加到塑料制品后,具有阻燃.消烟.防流滴.填充等多种功能.氢氧化镁的阻燃机理与ATH相似.由于氢氧化镁具有较高的起始热分解温度(320℃),因而可用于工程塑料的阻燃.与无定性红磷相比,利用氢氧化镁阻燃可以得到浅色制品,阻燃具有高耐漏电痕迹性.但氢氧化镁的添加量较大,一般需要达到总质量的60%,对制品的机械性能影响较大.3.1.3红磷无机磷系阻燃剂主要包括红磷.磷酸盐和聚磷酸铵,其中探究和应用较多的为红磷.红磷对很多高聚物都能有效地阻燃,故自1965年被发现后一直备受关注.红磷在燃烧后与水蒸气结合生成磷酸,故其阻燃机理与有机磷系阻燃剂相同.由于其磷含量高(100%),所以同等质量的效果为有机磷阻燃剂的3～4倍甚至更高,而且无毒,是新一代阻燃剂.但其与树脂的相容性差且色深,不能加太多,往往单独达不到所需的阻燃效果,常需与其他阻燃剂并用.3.1.4硼化合物硼化合物是一种常用的无机阻燃剂,主要包括有五硼酸铵.偏硼酸钠.氟硼酸铵.偏硼酸钡和硼酸锌等.目前使用的无机硼阻燃剂主要是硼酸锌产品(FB阻燃剂).硼酸锌能够明显提高制品的耐火性,具有优良的阻燃.抑烟.熄灭电弧的性能,能使物品燃烧时散发较少的有毒.有害烟气.硼酸锌第能够替代有毒的氧化锑应用于多种合成材料中.3.2有机阻燃剂3.2.1溴系阻燃剂卤素阻燃剂中用量最大的是溴系阻燃剂：大多在200℃~300℃下分解,分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基.延缓或终止燃烧的链反应,释放出的HBr是一种难燃气体,可以覆盖在材料的表面,起到阻隔表面可燃气体的作用.溴系阻燃剂的适用范围广泛,是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,主要产品有十溴二苯醚(DBDPO).四溴双酚A(TBBPA)和六溴环十二烷(HBCD)等.3.2.2磷(膦)系阻燃剂磷系阻燃剂可分为磷酸酯.磷腈.膦化物.氧化膦等类.其中以磷酸酯最为重要.红磷则一般归入无机阻燃剂中,磷酸酯的阻燃作用原理是它们在受热后会分解,生成磷酸,磷酸再聚合成有很强的脱水能力的聚磷酸.聚磷酸能促进塑料的碳化反应,在塑料的表面形成一层炭化膜,从而起到隔绝效应.含卤素的磷酸酯阻燃效果会更好,磷酸酯阻燃剂的最大缺点是耐高温性能较差.膦化物.磷腈衍生物.氧化物的耐高温性能均比磷酸酯好,特别是碳化物,具有卓越的耐高温性能.但由于它们的阻燃效果较差或定价昂贵,目前使用还不太普遍.3.2.3氮一磷膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂是近年来阻燃领域的研发热点之一.它是以氮.磷.碳为主要成分的复合阻燃剂,不含卤素,也不采用氧化锑为协同剂,其体系自身具有协同作用.此类阻燃剂在受热时发泡膨胀,所以称膨胀型阻燃剂.该阻燃剂一般由酸源.碳源.气源三部分组成.膨胀型阻燃剂因为具有无卤.低烟.低毒.防融滴和无腐蚀性气体等优点,复合未来阻燃剂的发展方向是一种环保高效的阻燃剂.
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