聚碳酸酯(PC)常用阻燃方案

聚碳酸酯(PC)常用阻燃方案
聚碳酸酯(PC)具有优异的力学性能、良好的电性能、高透明度、较宽的使用温度范围(-60~120℃)等特点,主要运用于玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等,是近年来发展最快的工程塑料之一,预计2022年中国对PC的需求量将达到240万吨左右。
聚碳酸酯无透明,耐热,抗冲击,在普通使用温度内都有良好的机械性能。,氧指数约为25%-27%,离开火源后自熄,阻燃等级为 UL-94 V-2级。然而,当PC应用于电子、电气、汽车、建筑等行业中时,往往需要更高的阻燃性能,因此需要进行改性,使其阻燃等级提高至V-0级。
PC常用的阻燃方案是外添加阻燃剂,有溴系、有机磷系、磷腈类、硅系和磺酸盐类等阻燃剂。每种方案各有优缺点,需要根据具体应用及成本综合考虑使用。
1. 溴系阻燃剂
溴系阻燃剂是目前阻燃剂中最常用的一类,有70多种,它的阻燃效率高、热稳定性好且价格低廉(当然,现在也不低廉了),应用广泛。改性塑料用溴系阻燃剂主要包括四溴双酚A(TBBA)、三(三溴苯基)氰尿酸酯(代表型号FR245)、十溴二苯乙烷(DBDPE)等。类淀粉沉积症
常添加6-9%的四溴双酚A即可使PC材料达到V-0等级,但其热稳定性差,高温易分解。而FR245的溴含量高达67%,其分解温度高达310℃,在PC的加工温度下不降解,UV稳定性好,同时可使PC产品的力学性能保持良好,且析出较少。
在PC阻燃中,溴系阻燃剂常用的协效剂Sb2O3因会引起PC降解,而不适用,但可以选用锑酸钠(NaSbO3)替代。
聚合物级的含溴PC强度更高,且耐热性和阻燃性更好,与PC相容性好,可以用作PC的阻燃剂。研究发现加入四溴双酚A碳酸酯齐聚物对PC的低温缺口冲击强度的影响较小,相比之下,十溴二苯乙烷会大幅降低PC的低温冲击强度。
早期人们对PC使用的阻燃剂为含卤素的阻燃剂,其中主要是含溴阻燃剂。溴系阻燃PC在改性制备过程以及后期注
塑成型过程中都不太稳定,原因可能为阻燃剂在高温下游离
出的酸性小分子促使PC发生降解反应。且溴系阻燃PC在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体,这样会在火灾现场
引入毒烟的危害。由于环保原因,美国、欧盟、日本等国家对卤系产品出口限制越发严重,国内也越
来越多限制溴系产品。风行三国
所以无卤阻燃剂陆续取代卤素阻燃剂作为阻燃PC的添
加剂,无卤阻燃体系主要为磷系、硅系、芳香族磺酸盐、硼系、聚合物/无机纳米复合技术、其它无机阻燃剂。
2. 有机磷系阻燃剂
常见的有机磷系阻燃剂主要为磷酸酯、膦酸及膦酸酯类。如磷酸三苯酯(TPP)、间苯二酚(双二苯基磷酸酯)齐聚
物(RDP)和双酚A-双(二苯基磷酸酯)齐聚物(BDP)等。
有机磷系芳香族小分子阻燃剂,如液态的RDP及BDP,目前是阻燃PC最主流的应用。但其在PC中的挥发性和迁移性较高,会降低PC的水解稳定性及热变形温度,所以高熔点、高分子量的固态磷系阻燃剂越来越受到关注。
美国FRX Polymers公司开发出一种聚磷酸酯,有均聚物HM1100和与PC的嵌段共聚物C06000等,适合用于透明PC阻燃。当聚磷酸酯添加量为12%时,可实现1.0-2.5mm 的V-0级阻燃。同时由于聚磷酸酯分子量高且与PC相容性好,因此对PC的韧性影响较BDP小。
3. 磷腈类阻燃剂
马丁约根森
机械臂如何应对涉警舆情磷腈类阻燃剂是一种环境友好的磷氮系阻燃剂,以六苯氧基环三磷腈(HPCP)为代表。该类物质是磷-氮交替排列的六元环化合物,在分解时不仅会产生聚磷酸、偏磷酸和磷酸等酸性物质催化高聚物炭化,还能产生N2、NH3等气体来稀释火焰,并且分解过程产生的PO·自由基能捕捉聚合物分解过程产生的HO·自由基,达到阻燃的目的。
HPCP能抑制PC在热解时因重排而生成羧基的数量,添加15份时能够将PC的氧指数从23.5%提高到29.5%,垂直燃烧达到V-0 级,但是使PC的冲击强度下降约28%。
研究发现,磷腈类阻燃剂耐候性要优于溴化PC
道士塔教案
阻燃剂,添加磷腈类阻燃剂SPB-100的PC在氙灯老化1000h 后冲击强度的保留率为46%,在70℃蒸馏水中浸泡168h后冲击强度的保留率为40%,明显优于溴化PC阻燃剂。
4. 硅系阻燃剂
硅系阻燃剂包括聚硅氧烷等有机硅和二氧化硅、玻璃纤维等无机硅,应用较多的是聚硅氧烷,它的分子主链为Si和O,侧链为甲基、苯基、乙烯基、环氧基等。硅系阻燃剂具有阻燃效率高,加工性能优异,机械性能均衡及环保等优点,其缺点在于单独使用时添加量高,成本较高,可与其他阻燃剂协效
使用。
聚硅氧烷阻燃剂的阻燃机理为:

本文发布于:2024-09-22 15:29:36,感谢您对本站的认可!

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