无机阻燃剂
高分子材料是极易燃物质。
高分子材料制品(塑料、橡胶、化纤等)是人类生活不可缺少的必需品。
因此,解决它们的阻燃问题,很久以来是人们关注的大事。
20世纪80年代之前,大多采用含卤素阻燃体系。
含卤阻燃体系阻燃效果好,但燃烧时产生大量浓烟和有毒有害气体。
随着人们环保意识和安全意识的提高,无卤阻燃剂的推广应用已成为今后阻燃剂行业发展的必然趋势。
无机阻燃剂主要有:三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌
1.1 氢氧化铝(ATH)
目前ATH的消耗量最大,约占有机、无机阻燃剂总量的50%以上,占无机阻燃剂近80%。
由于ATH具有无毒、阻燃和消烟等功能,在火灾中不会产生有毒有害气体,无大量黑烟产生,制品回收过程中也不会产生二次污染,所以在阻燃剂行业中越来越受青睐.ATH的折光指数与聚酯相近,填充到聚酯中遮盖力低,由透明仿玉感,被大量用于聚酯型仿玉大理石。
ATH抗电弧性与电绝缘性好,在多种树脂中易分散,可广泛用于不饱和树脂模压制品,如SMC、BMC、玻璃钢建材,加工温度低于180℃环氧树脂、酚醛树脂、PE/EVA电缆料和发泡保温材料等。
ATH最达缺点是分解温度低,180-200℃即可分解失水,大多数树脂的
加工温度都高于该分解温度,严重影响了它在热塑料树脂中的应用。
ATH属于填充型阻燃剂,阻燃性能低,单一使用添加量必须大于50%(质量分数,下同),方可达到一定级别的阻燃效果。
但是,提高阻燃剂用量会降低制品的力学性能。
ATH一定要超细化,平均粒径为一般为1-2um,最大粒径不超过5um,而且要用偶联剂进
行表面活化处理。
ATH可以与多种阻燃剂复配,通过它们之间的协同效应提高其阻燃性能。
1.2氢氧化镁(MH或MDH)
MH在阻燃、无毒和消烟性能上与ATH基本相同,只是表面极性比ATH大。
在无机阻燃剂中MH的销量仅次于ATH。
由于MH在某些性能上优于ATH,中国市场价格又远低于ATH,所以消费量近两年急剧增长,大有取代ATH的发展趋势。
市场上用作阻燃剂的MH一般有两种:一种是以天然水镁石矿经超细粉碎制成的天然MH,另一种是以卤水为原料经过化学方法制成的化学法MH.由于原材料成本和加工成本上的差异,二者的价格相差很大,后者几乎是前者的2倍多。
目前中国市场销售的阻燃剂MH,主要是矿石法天然MH。
MH与ATH同属环保填充型无机阻燃剂,各种性能也基本相同。
但与ATH相比,MH最大的优势是失水温度高,为330-340℃,几乎在所有塑料成型加工温度下稳定,无失水现象,其应用范围远远超过ATH。
MH的极性大于ATH,与树脂尤其是非极性树脂相容性差,与树脂链之间难以形成稳定的界面层,在表面活化处理上要求高,难度也更大。
与ATH相比MH更显碱性,在生产SMC,BMC或玻璃钢制品中,所用不饱和树脂如果呈酸性,MH将与其发生化学反应,使物料流动性差,影响加工。
所以在该领域中主要用ATH做阻燃剂。
而在EVA中MH的阻燃效果远比ATH好,这主要是应为EVA受热释放出来的醋酸与MH反应可生成更多水的缘故。
无机阻燃剂所关注的重点难点
阻燃剂在阻燃高分子材料中所占的比例非常大,从透明PC的千分之几到无卤阻燃的60%,阻燃剂的种类,阻燃机理,添加量,环保标准,阻燃级别无疑是广大从业者最为关注的问题。
阻燃剂所关注的重点难点问题
同样一种阻燃剂,在不同的材料有不同的效果;
同样一种阻燃剂,在相同材料,不同配方组成中,也有不一样的效果;
同样一种阻燃剂,在不同的厂家不同的工艺条件下,生产出来的阻燃级别也不一样;同一种材料,不同配方要用不同的阻燃剂;
同一种聚合物基材体系,不同价格需要不同的阻燃体系;
不同阻燃级别,对于同一种材料,相同的配方体系,价格不同;。