阻燃聚丙烯在家电行业中的应用和发展_孙凯
第41卷第6期2013年6月塑料工业
CHINA PLASTICS INDUSTRY
作者简介：孙凯，男，1984年生，工程师，主要从事工程塑料类材料的开发与研究。sunkai@https://www.wendangku.net/doc/ed1572581.html,
阻燃聚丙烯在家电行业中的应用和发展
孙
凯，徐东东，娄小安，黄晓明，范潇潇
（上海日之升新技术发展有限公司技术中心，上海201109）
摘要：介绍了聚丙烯阻燃改性的机理和国内阻燃聚丙烯的市场格局；综述了阻燃聚丙烯在家电行业中的应用，着重介绍了在洗衣机电机外壳、家用插座外壳及空调外壳上的应用标准和使用状况；并对未来阻燃聚丙烯在家电上的发展趋势做出了阐述。
关键词：聚丙烯；阻燃；家电；应用DOI ：10.3969/j.issn.1005－5770.2013.06.002
中图分类号：TQ325.1+
4
文献标识码：A 文章编号：1005－5770（2013）06－0005－05
Research and Application of Flame Retardant Polypropylene in Appliance Industry
SUN Kai ，XU Dong-dong ，LOU Xiao-an ，HUANG Xiao-ming ，FAN Xiao-xiao
（Technology Center in Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co．，Ltd．，Shanghai 201109，China ）
Abstract ：This article introduced the modification mechanism ，market in China and application of flame retardant polypropylene in the appliance industry．It focused on the application standard and status of PP in the application fileds of the shell of washing machine motor ，household socket and air conditioner．The development of flame retardant polypropylene in the future was also discussed．
Keywords ：PP ；Flame Retardant ；Household Appliance ；Application
近年来我国家电产业的生产规模已跃居世界首
位，是具有较强国际竞争力的产业之一
。“十二五”期间，我国家电产业要实现转型升级，由家电制造大
国向家电制造强国的转变。而在这个转变中，新材料、新技术的应用至关重要。目前在整个家电产业的材料使用上，丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS ）共聚物、高冲击聚苯乙烯（HIPS ）树脂两类材料以其良好的外观，刚性等因素被广泛地应用其中，在很多具有安全防火要求的领域，诸如电视机外壳，洗衣机电机外壳等，大量的阻燃ABS 、HIPS 被广泛使用以满足这些领域对于阻燃防火方面的性能需求。
然而，ABS 和HIPS 两类树脂由于合成方法复杂，使用原料多样，使得树脂本身的价格昂贵。而且受材料本身结构所限，在长期使用中会发生黄变和老化的现象，从而影响到材料的应用，尤其在一些户外白色家电上面。随着家电行业竞争的日趋白热化，生产商对塑料材料成本和性能的要求越来越高。因此PP 材料以低廉的价格，较低的密度及良好的老化等优点逐渐得到生产商的青睐。
国外逐步开发出适用于家电零部件用的聚丙烯
（PP ）改性材料［1］，尤其在很多阻燃领域，许多家电企业开始使用相对成本更低的阻燃PP 以替代目前的阻燃ABS 和HIPS 。阻燃PP 除了价格低廉外，还具有优良的综合性能，良好的化学稳定性，优异的耐老化耐黄变性能及较好的成型加工性能。
1阻燃聚丙烯的阻燃机理解析及分类
聚丙烯的燃烧为少烟型、不成炭，但伴随有熔滴
和流延起火现象，并产生大量的不饱和气体。有研究表明，聚丙烯的受热分解反应如下：
链引发RH →R ·+H ·
链增长H ·+O 2→O ·+·OH R ·+O 2→ROO ·
ROO ·+RH →ROOH +·R 链支化ROOH →RO ·+·OH 2ROOH →RO ·+ROO ·+H 2O RO ·+RH →ROH +R ·RH +·OH →R ·+H 2O
在受热过程中产生活性非常大的·OH 、H ·和O ·自由基，这些自由基有促进燃烧的作用。控制自由基的生成或终止掉所产生的自由基，是达到阻燃的最有
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效的方法。
目前市场上主要的阻燃方法有如下分类。
1.1卤化物/三氧化二锑（Sb
2O
3
）阻燃
在较高温度下卤系阻燃剂发生分解，并释放出卤化氢（HX），HX与PP燃烧过程中产生的自由基发生作用，终止掉所产生的自由基，从而达到阻燃目的。而且脂肪族溴化物与三氧化二锑配合使用有良好的阻燃效果。芳香族溴化物与过氧化异丙苯配合使用，具有明显的协同效应。但因其有卤素存在，不利于健康环保要求。
在燃烧过程中，HBr气体和SbBr3气体因为密度大，覆盖在材料表面，起到阻隔空气作用，反应生成水吸热汽化也可稀释氧气密度，Sb2O3分解反应为吸热反应，可以降低材料表面温度。Br-Sb阻燃机理主要为气相阻燃［2］，因此滑石粉和玻纤的加入很大程度上降低了树脂基体与氧气的接触，起到了很好的阻燃作用。
1.2碱金属氢氧化物填充
如Mg（OH）2和Al（OH）3等，其优点是：无毒、耐热性良好、抑烟，受热分解放出大量的水分，进而吸收大量的热量产生水蒸气稀释可燃性气体，同时起到隔绝空气的作用；碱金属氢氧化物受热分解产生耐水的金属氧化物形成一层固相的阻隔层，有利于材料的阻燃。缺点是：与PP相容性差，添加量较大，不易分散，严重影响材料的力学性能。
1.3膨胀型阻燃（IFR）
膨胀型阻燃剂优点是无卤、无锑、低烟、低毒，其成分可分为：酸源、碳源、气源［3］。
（1）酸源：如磷酸、硫酸、硼酸、磷酸铵盐、磷酸酯和硼酸盐等；（2）碳源：也叫成炭剂，一般为富碳的多羟基化合物，如淀粉、季戊四醇和它的二聚物、三聚物以及含有羟基的有机树脂等；（3）气源：也叫发泡源，多为三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵等胺或酰胺类化合物。
市场上的膨胀型阻燃体系主要成分一般为多聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺、季戊四醇，其阻燃机理为：多聚磷酸铵受热分解，生成磷酸、焦磷酸、H2O 和NH3，磷酸和焦磷酸具有强脱水作用，可使季戊四醇脱水炭化，反应形成的水蒸气和NH3与三聚氰胺分解的NH3使炭层膨胀，形成一层多孔的均质炭层，起到隔氧、隔热、抑烟，防止熔滴的作用，进而达到阻燃效果。
1.4磷系阻燃
磷系阻燃剂优点是低烟、低毒，用量少，并能与多种阻燃剂产生协同效应，主要有磷酸酯类、多磷酸盐、红磷等。
阻燃机理：在高温燃烧时，有机磷分解生成阻燃的磷酸液态膜层，磷酸在此环境中进一步脱水生成偏磷酸，偏磷酸又进一步聚合生成具有很强的脱水性的聚偏磷酸，使聚丙烯脱水炭化，表面形成隔绝空气的炭层，达到阻燃效果。
例如：红磷阻燃PP材料燃烧时，红磷随着燃烧生成P2O5，迅速覆盖在PP材料表面，稀释O2浓度进而抑制了进一步的燃烧，同时迅速吸收结晶水反应生成H3PO4，H3PO4在受强热时进一步反应生成HPO
3
和黏稠玻璃状的聚偏磷酸，聚偏磷酸紧紧地覆盖在PP表面，也将进一步将PP和O2隔绝，促使燃烧停止，达到阻燃的目的。同时，燃烧反应过程中所生成的H3PO4、HPO3、聚偏磷酸快速促使PP脱水炭化生成石墨状的焦炭层，进一步隔阻内部的PP与O2接触，加之焦炭层导热性差，具有隔绝热源的目的，减缓了内部PP的热分解，从而进一步实现了多重阻燃的效果。
2国内市场阻燃PP区域格局
从地区分布情况来看，目前我国的阻燃PP生产企业，主要集中在长江三角地区和珠江三角洲地区，数据显示，这两个区域占到了全国阻燃PP总产量的约85%，2011年底前，全国阻燃PP产量总计约70万t，其中江浙沪为代表的长三角企业的产量约占到60%，珠三角地区的产量所占比例约30%，但是，目前国内阻燃PP的生产技术，规模化等程度相比国外仍有一定差距，具体在阻燃体系方面，目前约70% 80%的阻燃
PP所采用的主要以含卤阻燃体系为主，其中以溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷等物质为代表，其余阻燃类PP主要以磷氮系等较多。
但是相比国外生产企业，国内企业在产品稳定性，产品附加值等方面，依旧处于相对落后的阶段。少数行业知名企业，如广州金发，上海日之升，杰事杰等企业，在阻燃PP的技术研发，市场规模等方面在最近几年的飞速发展中已逐步接近或赶超国外同类企业。
3阻燃PP在家电市场的应用介绍
从目前家电市场的应用来划分，目前阻燃PP主要集中在黑色家电，而白色家电由于其本身对美观，娱乐的要求，在一定程度上，阻燃PP在这方面的表现较为不理想，而在黑家电方面，由于阻燃PP具有
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易加工，低价格等优势，大量被使用在一些比较对材
料性能要求不高，尤其是对耐热性要求一般的元件，
例如电脑机箱内大量的接线端子，墙壁开关排插等，
阻燃PP均能够满足这类产品的需求并且很好地降低
了产品成本；同时由于在低成本的环境下依然能实现
较高的灼热丝起燃温度（GWIT），相对漏电起痕指数
（CTI）等阻燃电性能，在电机，骨架线圈等领域，
阻燃PP也有着良好的表现。下面介绍几类细分产品
家电市场的材料要求及应用。
3.1洗衣机电机外壳
洗衣机内的电机外壳［4］，主要作用是对整个洗
衣机马达，起到固定，保护等作用，由于波轮的转向
主要为机械转向，电磁干扰难免存在，所以部分元器
件可能会在这过程中产生火花，特别是高速脱水过
程。为了波轮电机在运作中更安全，许多生产企业对
这类产品的材料提出了阻燃方面的要求，以国内著名
洗衣机企业M公司为例，其对电机外壳用阻燃PP提
出的要求见表1。
表1M公司阻燃PP外壳性能测试要求1）
Tab1Material requirements for shell of flame retardant PP
used for in M company
项目测试条件试验方法指标
拉伸强度/MPa断裂点50mm
/min
GB/T1040—2006≥20
断裂伸长率/%断裂点50mm
/min
GB/T1040—2006≥30
弯曲强度/MPa跨度64mm，
2mm/min
GB/T9341—2008≥25
弯曲模量/MPa跨度64mm，
2mm/min
GB/T9341—2008≥1200
缺口冲击强度/kJ·m－2悬臂梁23?，
2.75J摆锤
GB/T1843—2008≥4
热变形温度/?GB/T1634.1—2004≥140
维卡软化点温度/?压力50N，升温
速率120?/h
GB/T1633—2000≥120
阻燃性QMK-J80.001—2009UL94V-0 2.5mm厚密度/g·cm－3GB/T1033—2008≤1.25
收缩率/%GB/T15585—1995 1.2 1.4熔体质量流动
速率/g·（10min）－1
230?，2.16kg GB/T3682—2000≥10注：1）数据取自M公司家用空调国内事业部企业标准。
3.2家用插座外壳
家用插座，主要以家庭住宅内使用，用于插头的插销插合的插套，并且装有用于连接软缆的端子的电气附件。家用插座开关属于家电中的小家电一类，根据统计，按照目前建筑住宅楼的标准，住宅对于插座盒开关的需求量共计约为8亿只。
以国内著名插座企业G公司为例，为了提升其产品价格竞争力，其对其部分家电用插座外壳，逐渐开始以阻燃PP对现有的部分阻燃ABS产品进行替换，并对阻燃PP提出的要求见表2。
表2家用插座对材料的要求
Tab2Material requirements of PP used for socket
项目测试条件测试标准指标
灼热丝 1.6mm IEC60695－2-12850?
漏电起痕指数IEC60112450V 阻燃性2mm UL94V-0
热球压痕125?企标＜2mm
热氧老化100?，96h ISO188△E＜2
落锤冲击－15?
放置16h，
1kg落锤，
高度50cm
企标允许制品开裂，
但不能对里面
的金属元件
造成损坏表3阻燃ABS与阻燃PP在成本上的比较Tab3Cost comparisons between the flame retardant PP
and ABS
材料密度/g·cm－3单件减重单件降低成本阻燃ABS 1.18－－
阻燃PP0.9220%37%
由表3可以清晰地看出，在满足产品性能需求的前提下，阻燃PP替代阻燃ABS的优势较明显，产品单重降低约20%，单件成本约降低37%，该公司目前也正在将这类解决方案逐步扩大使用范围，更多轻量化，高性价比的电器阻燃PP排插产品已经替代传统的阻燃ABS产品。
3.3
空调外壳
图1阻燃PP与阻燃ABS老化后弯曲强度保持率对比Fig1Comparison of flexural strength retention of flame retardant
PP and ABS after heating aging
家用空调的室内机外壳，传统的材料选择一般为HIPS或ABS，近些年也逐步出现了以耐老化的PP 材料作为这类产品的材料替换方案［5］，随着室内家用电器安全要求的不断提升，很多空调企业也使用阻燃PP作为室内机外壳的材料，这些材料除了能满足
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外壳对基本性能的需求，阻燃性能的要求，较之ABS 等材料，在老化性能方面也有较明显的优势。以国内空调企业H 公司的一款空调外壳面板为例，从图1可以看出，阻燃PP 与阻燃ABS 对比，在性能保持率上保持了优势
。
图2阻燃PP 与阻燃ABS 老化后缺口冲击强度保持率对比Fig 2
Comparison of impact strength retention between flame retardant PP and ABS after heating
aging
图3阻燃PP 与阻燃ABS 老化后拉伸强度保持率对比Fig 3
Comparison of tensile strength retention between flame retardant PP and ABS after heating aging
数据来源于H 公司老化性能测试报告，阻燃PP 为上海A 公司S 牌号产品，阻燃ABS 为浙江B 公司H 牌号产品。
4阻燃聚丙烯在家电行业中未来的发展
目前，中国已经成为世界家用电器生产中心，拥有一批极有影响力的生产企业，这些企业在产品的材料选择方面拥有高度的自主选材权；另一方面，行业内的竞争也促使企业在选择材料时，更加趋向于高性价比的材料，随着产品性能的不断提升，对于材料性能的要求也会随之提高。未来，随着家电产品品种的愈加齐全，对安全、环保等使用要求的不断提高，对塑料材料尤其是阻燃PP 的功能和应用领域提出了更多的挑战。
4.1阻燃PP 的改性方向
1）低卤、低烟环保型阻燃PP
卤系阻燃剂在阻燃产品的发展历史中占有重要地位，由于低廉的价格，稳定的阻燃效果，致使目前许
多应用领域仍然难以找到替代品。因此未来相当长的时间里，含卤阻燃PP 仍将是主要的应用产品。与此同时，随着越来越多新型、高效卤系阻燃剂的开发成功，为开发低卤、低烟环保型PP 提供了原料基础。未来，低卤、低烟环保型阻燃PP 仍将会作为生产企业的研发重点。
2）无卤阻燃型PP
随着欧盟出台的ROHS 以及WEEE 条例，国际上许多公司已经开始对材料中所含的部分物质进行了禁止出现或者限量管制等要求。无卤阻燃PP 已经成为目前研究的热点，但是基于无卤阻燃剂高昂的价格，开发低成本的无卤阻燃聚丙烯产品将成为生产企
业所研究的关键课题。
3）耐老化、高光泽
由于PP 含有不稳定的叔碳基团，经光、热、氧作用后，易发生老化降解而导致变色、强度下降等问题，从而限制了其在家电尤其是高端户外家电的应
用。未来，对阻燃PP 进行耐老化改性［6］
，延长阻燃PP 材料在长期恶劣环境中的使用［7］寿命尤为重要。
此外与阻燃ABS 、HIPS 高光泽表面效果相比，阻燃PP 在应用到家电外观件中仍然逊色不少。因
此，提高阻燃PP 表面光泽度和外观［8］
表现，将有助于阻燃PP 产品应用领域的扩展。4.2应用领域的发展
2012年随着家电下乡和以旧换新政策的逐步结束，家电行业面临着重大的挑战。经过几年惠民政策的推行，家电行业更新换代频率提高，2012年家电行业或进入使用饱和期，购买力和销量都面临着巨大的挑战。因而，对于阻燃聚丙烯应用领域发展，主要还是以创新类应用为代表。
首先，为了避免火灾，许多国家对于家用电器中的电子元器件，包括可能存在的潜在燃烧的危险部件，都有着更高的阻燃要求，家电的生产企业，为了给使用者营造一个更安全的用电环境，提高了许多元器件的防火等级，在PP 元器件方面，一些原先阻燃性能较低，或者没有明确阻燃性能要求的PP 产品领域，逐步地开始有了阻燃要求的导入。例如，美国著名的电器企业H 公司，最近对其公司生产的洗衣机机筒外壳，进行了材料的防火升级，原先的普通级PP 被要求达到UL94V-0级阻燃要求，同时，还需要满足原先的机械性能，加工性能等要求。未来，除了洗衣机机筒，相信这种更加安全的材料理念，会更加多地出现在其他家电的上。
其次，在欧债危机给全球经济蒙上的一层经济阴
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第41卷第6期孙凯，等：阻燃聚丙烯在家电行业中的应用和发展
影的环境下，国际大宗原料宽幅波动，家电企业的经营风险陡然上升。人工成本的不断递增，下游市场的价格竞争，使得企业不得不在原材料成本方面，在保证产品质量的前提下进行大幅度的成本削减。因而，在一些对防火要求的产品选材方面，阻燃PP以其高性价比，轻量化的优势，逐步取代阻燃ABS、阻燃HIPS等基材。随着阻燃PP改性技术的不断进步，这样的材料替代方案，会越来越多地出现在家电行业的选材中。包括像打印机的电路控制板、冰箱蒸发皿、室内墙壁暗装盒等产品，阻燃PP在满足产品性能的要求下，完全可以对传统阻燃ABS，HIPS甚至阻燃尼龙进行材料的更替。
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（修改稿于2013－03－10收到）
（上接第4页）
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（本文于2013－03－12收到）
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聚丙烯新型阻燃材料
PP新型阻燃材料的制备研究 摘要：聚丙烯（PP）已经成为各行各业的功能材料，但是其易燃的特点使其应用受到限制，国内外专家不断致力于PP阻燃技术的研究，而金属氧化物就是在阻燃体系中被广泛使用的一种。金属人氧化物的阻燃效率高，但是存在一些问题，比如相容性差、容易团聚等，这些问题对其阻燃效率的影响很大。本文通过采用纳米材料对金属氧化物阻燃剂完成改性，以纳米材料的优越性质解决上述问题。本文采用水热法制备了一维材料ZnO和MoO 3 纳米线（nanowires，NWs），并通过SEM和XRD对纳米线的形貌和结构进行了表征。将一维纳米线和纳米氢氧化铝（ATH）与聚丙烯（PP）熔融共混制备 了ZnO/MoO 3/Al(OH) 3 /PP复合材料（NWs/ATH/PP）。利用TGA、极限氧指数（LOI）测定 仪和锥形量热仪（CCT）表征了复合材料的热稳定性和燃烧性能，利用万能材料试验机测试了复合材料的力学性能。结果表明：复合材料中ZnO纳米线、MoO 3 纳米线和纳米ATH的质量分数对材料的性能影响较大，当三者的质量分数分别为3.75%、3.25%以及21.00%时，相对于纯PP材料，复合材料的初始分解温度增加了17.8℃，分解后的残重率为24.6%，复合材料的总热释放量（THR）下降了25.7%，而峰值热释放速率（PHRR）的下降幅度更是达到了54.3%，其LOI提高7.1%。SEM结果显示：NWs/ATH/PP的残炭 表面致密、连续且平整。通过对ZnO/MoO 3/Al(OH) 3 /PP复合材料的结构表征以及性能 研究，探索了复合材料的阻燃作用机理，本文的研究结论为制备新型高效的纳米金属杂化阻燃材料奠定了理论基础。 关键词：ZnO纳米线；MoO 3 纳米线；纳米氢氧化铝；聚丙烯；阻燃性能
阻燃聚丙烯(PP)的实验研究
阻燃聚丙烯（PP）的实验研究 【摘要】利用锥形量热仪（CONE）先进的仪器所获得的实验参数，研究了溴系阻燃剂在聚丙烯（PP）中的阻燃效果以及两种溴系阻燃剂阻燃效果的比较。实验结果显示，阻燃剂十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的加入可降低PP的热释放速率，降低基材在升温过程中的放热量，延缓PP的点燃时间，使基材具有良好的阻燃性。十溴二苯乙烷作为十溴二苯醚的代替品具有较好的优越性。 【关键词】聚丙烯（PP）、锥形量热仪（CONE），溴系阻燃剂 1 前 言： 1.1 聚合物的用途 近年来,世界上聚合物新材料不断涌现,热塑性弹性体已构 成一个新的“工业原料体系”,被人称为“第三代橡胶”。聚丙烯(PP) 热塑性弹性体具有优异的耐候性、耐臭氧、耐紫外线及良好的高温性能、电性能、冲击性能,其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下,同时其不须硫化即可加工成型,可以用标准的热塑性塑料的加工设备进行加工,具有加工简便、可连续生产、加工成本低、边角余料可回收使用等优点。其消费市场主要是汽车工业,在电线电缆、特种胶管、工业部件、聚合物改性、家电、合成纸业、机械配件等方面也都获得了广泛的应用,其领域正在逐步拓宽,用量逐年增加。同时聚丙烯（PP）是全球产量最大的树脂之一，它们被广泛应用于包装、纺织品、建材、汽车、电子、电器、办公室用品等很多行业。特别近年来，PP已经渗透到很多新的应用领域。新的催化剂、改性填料和新的混配工艺使PP刚性、韧性、耐热性、光洁度等得以改善，这使得PP已在以前为ABS、热塑性聚氨酯和玻璃纤维增强塑料所占据的领域争得一
席之地。 1.2 聚丙烯的火灾危险性及阻燃处理必要性 对聚合物及其复合材料而言,只要其有机树脂的含量(重量)超过50%,一旦暴露于着火环境,就不可避免的产生火灾隐患。就典型的受限空间的火灾来说,聚合物及其复合材料引起的火灾安全问题生火灾主要包括如下几个方面:(1)助火成灾。聚合物受热熔融、分解放出可燃气体及其燃烧放出的热量,将促进室内火灾的发展,缩短轰燃(flashover)出现的时间。轰燃的过早出现,将给人员疏散和灭火救援造成巨大的威胁，给人民的生命财产造成巨大的损失。(2)聚合物的燃烧产物(如CO,HCl,HBr,HCN等)大部分具有很高的毒性。据调查火灾中有毒烟气窒息死亡已经成为人员在火灾中死亡的主要原因。(3)作为结构材料的聚合物及其复合材料,在火灾中受到强烈辐射时,有机树脂会熔融、分解,致使材料的结构强度急剧下降,进而导致构件垮塌失效。(4)不少复合材料具有很高的热容,在火灾中会贮存大量热能,当火灾以常规方法扑灭之后,这些热量可能会使熄灭的火灾复燃。所以说聚合物的火灾危险性很大，在室内装修上受到种种限制，这就决定了聚合物的阻燃成为必然。如何对材料的阻燃性能进行客观、准确的评估关系到防火设计、消防审核、技术监督等消防安全体系的合理性、科学性及规范性，近几年受到人们广泛的关注。聚丙烯同大多数高分子材料一样，属于易燃材料，它的极限氧指数(LOI)只要18.5。聚丙烯的燃烧为无烟型，不留炭渣，且伴随有熔滴和
高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管
高阻燃V0级PP 聚丙烯波纹管 高阻燃V0级PP 聚丙烯波纹管详情介绍：高阻燃 V0级PP 聚丙烯波纹管由优质的聚丙烯材料制成，理化电气性能优异，主要功能机械制造，电气绝缘保护，照明设备，汽车制造，航空设备，地铁，火车，自动化控制等行业。 高阻燃 V0级PP 聚丙烯波纹管的特点介绍： 1.产品材质：聚丙烯PP 2.工作温度：-40℃~110℃ 短时间130℃ 3.阻燃等级：V2(UL94) 4.结构：内部和外表均为波浪型 5.特性：柔韧性好，抗扭曲，弯曲性能好，可以承受较重的负载。耐酸，润滑油，冷却液等表面有光泽，耐摩擦。 6.环保标准：ROHS ，无卤，无磷 7.颜色：深灰色，黑色，橙色 结构示意图
高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管详情图： 高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管的型号表 闭口管型号内径d（mm）外径D（mm）弯曲半径（mm）包装数量 AD-7.0 5.0±0.5 7.0±0.5 15 500 AD-7.5 5.5±0.5 7.5±0.5 15 500 AD-9.0 6.0±0.5 9.0±0.5 15 500 AD-10.0 7.0±0.5 10.0±0.5 25 500 AD-11.0 8.0±0.5 11.0±0.5 25 500 AD-12.0 9.0±0.5 12.0±0.5 25 500 AD-13.0 10.0±0.5 13.0±0.5 30 500 AD-14.0 11.0±0.5 14.0±0.5 30 100 AD-15.8 12.0±0.5 15.8±0.5 35 100 AD-17.0 13.0±0.5 17.0±0.5 35 100 AD-18.5 14.5±0.5 18.5±0.5 45 100 AD-19.0 15.0±0.5 19.0±0.5 45 100 AD-20.0 16.0±0.5 20.0±0.5 50 100 AD-21.2 17.0±0.5 21.2±0.5 50 100 AD-22.0 18.0±0.5 22.0±0.5 50 100 AD-23.0 19.0±0.5 23.0±0.5 50 100
聚丙烯阻燃改性及其性能分析
` 盐城工业职业技术学院 毕业论文（设计） 题目：聚丙烯阻燃改性及其性能分析 姓名：帅鑫 学号：11202016 专业班级：材料1101 指导教师：张宝明 二○年月
目录 1、选题申请表 2、开题报告 3、调查主要内容 4、数据整理、分析方法 5、指导教师修改意见及评语 6、毕业论文（设计）定稿（此部分为主要内容） 7、毕业论文（设计）质量评价表 8、毕业论文（设计）评审表（成绩） 9、材料要求双面打印，装订线在左侧。 注：以上1~8为材料装订顺序。
毕业论文（设计）选题申请表 选题聚丙烯阻燃改性及其性能分析 申请人帅鑫专业、班级材料1011 学号11202016 指导教师姓名张宝明职称助教 单位 盐城工业职业技术学 院 职称 指 导 教 师 意 见 指导教师签字： 年月日 教 学 系 部 意 见 领导签字： 年月日 学 院 意 见 学院答辩委员会主任签字： 年月日
毕业论文（设计）开题报告题目：聚丙烯阻燃改性及其性能分析 二○一二年十二月
说明 一、开题报告包括下列主要内容： 1、论文题目及题目来源 2、选题的目的和意义； 3、选题的国内外研究概况和趋势 4、论文（设计）写作的指导思想及技术方案（研究方法）； 5、论文（设计）的基本框架； 6、主要参考文献（不少于５篇）； 7、指导教师意见； 8、毕业论文开题报告评议结果； 9、学院意见。 二、开题报告在批准选题报告后进行； 三、开题报告由教研室组织评议，并填写“毕业论文开题报告评议结果”。经教研室主任签字，报学院批准后实施。 四、此表不够填写时，可另加附页。
一、论文(设计)题目 聚丙烯阻燃改性及其性能分析题目来源自选 二、选题的目的和意义 聚丙烯是五大类通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，因此用途非常广泛，已成为通用树脂中发展最快的品种。但聚丙烯本身属于易燃材料，其氧指数仅17.4~18.5，并且成炭率低，燃烧时产生熔滴，容易传播火焰引起火灾，使其应用存在不安全因素[1]。随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电器绝缘材料等行业的需求扩大，人们对其阻燃改性提出了新的要求。因此，世界上很多国家己经制订了日趋严格的试验标准和应用规范。在研究领域中投入了大量的人力、财力和物力，企图寻找各种可靠的阻燃方法[2]。 三、选题的国内、外研究概况和趋势（设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等信息）+阻燃 1．国内的研究概况和水平 聚丙烯(PP)是三大通用塑料之一，具有生产成本低，综合力学性能好，无毒、质轻、耐腐蚀、电气性能好、易加工、易于回收等诸多优点，被广泛地用于化工、化纤、建筑、轻工、包装等领域[3]。尤其是近年来，随着国内聚丙烯聚合技术的不断发展，聚丙烯材料的力学性能、光洁性等都得到了更大提高，使其可以与部分工程塑料相媲美，从而被更广泛地用于家电、汽车、民用建筑等行业。但由于聚丙烯属易燃材料，随着其大量的应用，由此而带来的火灾危险性也就越来越大，为了避免这种情况的发生，保证人民的生命、财产安全，赋予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，这也是目前有关聚丙烯阻燃化研究十分活跃的重要原因之一[4]。 2．国外的研究概况和水平 随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电器绝缘材料等行业的需求扩大，人们对其阻燃改性提出了新的要求。因此，世界上很多国家已经制订了日趋严格的试验标准和应用规范。在研究领域中投入了大量的人力、财力和物力，企图寻找各种可靠的阻燃方法。各国都颁
阻燃剂的研究发展现状
第1期18纤维复合材料No.1 2012年3月FIBER COMPOSITES Mar．，2012 阻燃剂的研究发展现状 陈浩然，李晓丹 （哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨150036） 摘要本文分别介绍了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂和氮系阻燃剂，从机理上分析各类阻燃剂的阻燃效果、应用效果，并指出无卤高效环保型阻燃剂的研究是今后发展方向。 关键词阻燃剂；阻燃机理；卤系阻燃剂；磷系阻燃剂；硅系阻燃剂；氮系阻燃剂；无卤环保型阻燃剂 The Recent Progress of Flame－retardants CHEN Haoran，LI Xiaodan （Harbin FRP Institute，Harbin150036） ABSTRACT This paper introduces halogen flame－retardants，phosphorous flame－retardants，siliceous flame－retardants and nitrogenous flame－retardants．Retardant effect and application effect are analyzed from retardant mechanism．It is considered that the research of halogen－free，high efficient，environmental flame－retardants will be the development trend of the flame－retardants． KEYWORDS flame－retardant；retardant mechanism；halogen flame－retardants；phosphorous flame－retardants；sili-ceous flame－retardants；nitrogenous flame－retardants；halogen－free environmental flame－retardants 1引言 由于有机聚合物材料具有独特的物理、化学性质和良好的加工性能，近几十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到蓬勃发展，获得了显著的经济效益和社会效益。但是大多数聚合物材料属于易燃、可燃材料，在燃烧时具有燃烧速度快、发热量高、产烟量大以及释放毒性气体等特点。统计表明，在火灾中造成人员伤亡的主要原因不是火，而是在燃烧中放出的这些烟雾和毒气，严重危害了人们生命和财产的安全。从而可看出，聚合物材料抑烟和阻燃的研究是同等重要的。为此如何提高合成高聚物及天然高聚物材料的阻燃性和抑制硝烟生成已成为一个急需解决的问题，具有重要的社会和经济意义［1］。 2阻燃机理分析 在研究阻燃机理之前，要先了解高聚物受热后发生热分解并燃烧的过程［2］。高聚物受热后，温度逐渐升高，一些热稳定性最差的键先开始断裂，当材料达到热分解温度时，高聚物中大多数键发生断裂，高聚物本身开始分解。高聚物最终生成的产物可能有以下几种：可燃性气体（甲烷、乙烷、乙烯等）、不燃气体或低燃烧值气体（N2、SO2、卤化氢等）、液体（熔融聚合物、预聚体及焦油）、固体（炭化物）、烟。热裂解后的可燃性产物与氧气接触发生燃烧，燃烧是按自由基链式反应进行的，包括以下四步： 链引发：RH→R·+H· 链增长：R·+O2→ROO· ROO·+RH→ROOH+R·链的支化：ROOH→RO·+OH· 2ROOH→ROO·+RO·+H 2 O 链的终止：2R·→R—R R·+OH·→ROH 2RO·→ROOR 2ROO·→ROOR+O 2 从聚合物燃烧的过程可以看出，燃烧中释放的能量会加剧这一过程。 因此，材料的阻燃可以通过以下的途径来实现，一是抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基，隔绝氧气；二是在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体，如接枝和交联改性或催化成炭；三是减缓生热和传热，如冷却阻燃。
纺织品阻燃整理技术的应用及发展(doc 10页)
纺织品阻燃整理技术的应用及发展(doc 10页)
浅析纺织品阻燃整理技术的应用及发展 孙文华 （河南省濮阳市中原油田消防支队，濮阳457001） 提要：阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础，目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论，还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展，这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据，具有重要的现实意义。 关键词：阻燃机理阻燃整理技术发展 近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。 阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。
一、织物阻燃剂 目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。 1、阻燃机理： 阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。 对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。 2、阻燃剂的分类：
纺织品阻燃整理技术的应用与发展
纺织品阻燃整理技术的应用及发展-----------------------作者：
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浅析纺织品阻燃整理技术的应用及发展 孙文华 （河南省濮阳市中原油田消防支队，濮阳457001） 提要：阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础，目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论，还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展，这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据，具有重要的现实意义。 关键词：阻燃机理阻燃整理技术发展 近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。 阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。 一、织物阻燃剂
目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。 1、阻燃机理： 阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。 对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。 2、阻燃剂的分类： 针对不同的阻燃机理，就产生了不同的阻燃剂。如无机阻燃剂主
聚丙烯阻燃改性及其性能分析
实验方案《无卤阻燃剂塑料的制备和性能测试》 介绍 国外在很早就研究塑料阻燃技术，日本在1974年为了引进和发展塑料阻燃技术就 建立了塑料阻燃剂恳谈会；嗣后在1979年改组，成立了日本阻燃剂恳谈会。近年来，对塑料阻燃剂的法规限制更加严格，日本阻燃剂恳谈会1996年1月再次改组，成立了日 本阻燃剂协会。协会由30家生产或经营阻燃剂的公司组成，整体把握整个阻燃剂的研 究和使用。溴系阻燃剂与其他阻燃剂相比，阻燃性、加工性、物性等综合性能优良，价格也适中，因而被用作大量使用的阻燃剂。1986年瑞士研究机构发现，多溴二苯醚在510～630 ℃热分解产生有剧毒的溴化二苯并二英和溴化二苯并呋喃。后来随着环保意 识的增强和环保法律的颁布，无机阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁在日本作为非卤阻燃剂自80年代后开始实用化。1975年协和公司成功研制了特殊大晶粒、低表面积的Mg(OH) 2 与聚丙烯制成阻燃复合材料投放市场。目前日本氢阻燃剂，随后三菱公司又将Mg(OH) 2 超氧化镁的生产厂家已超过10家，生产能力达到500 kt，其中用于阻燃剂的 Mg(OH) 2 过 24 kt，且以10%～12%的年增长率在增长。其中不少的无卤阻燃剂用于聚烯烃方面。美国 Greatlake公司生产的CN197系列季戊四醇基磷酸酯阻燃剂，可用于环氧和不饱和聚酯等复合材料的阻燃，并以CN197为中间体衍生出一系列新型阻燃剂。用CN19与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯，它与聚磷酸铵复配，可用于PP 的阻燃，效果十分显著。该公司产的用于PP无卤阻燃剂还有Reogard1000， Reogard 2000和CN -329 等。日本AdekaCorporation公司生产的ADK ATAB FP-2200是一种新 型无卤磷系阻燃剂，主要用于聚烯烃。在PP材料中添加质量分数为18%~20%的ADK STABFP-2200，即可发挥优良的阻燃作用，并使该材料的阻燃级别达到UL94V-0标准。在欧洲阻燃塑料发展迅猛，欧盟在2003年禁止五溴二苯醚、八溴二苯醚的使用，在 2006 年，禁止了十溴二苯醚的使用。为了避开与欧盟的争议，世界各大阻燃剂公司纷纷研究开发阻燃剂新品种和替代品，其中十溴二苯乙烷(8010)就是美国雅宝公司率先开发的十溴二苯醚的替代品，该产品具有良好的热稳定性和高的溴含量，并且燃烧时绝对不产生致癌物质。最近，该公司又开发出 8010 系列产品 8010X、8010XX 和乙撑双（四溴邻 苯二甲酰亚胺）BF-93、BF-93W 等溴系产品用于聚烯烃的阻燃，其中包括聚丙烯的阻燃。法国的Gaelle Fontaine采用“一步法”合成一种中性膨胀阻燃剂，采用通常的测试方
聚丙烯常用阻燃剂
可用于聚丙烯的阻燃剂的品种繁多，按化学组成成分可归纳为两大类：有机阻燃剂与无机阻燃剂；按使用方法又分为反应型和添加型。具有代表性的阻燃剂有溴系、磷氮系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。 1.溴系阻燃剂 溴系阻燃剂在20世纪70~80年代中期曾经历了一个快速发展的黄金时代，由于C-Br键的键能较低，大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解，此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围，所以在聚丙烯受热分解时，溴系阻燃剂也开始。进行分解，并能捕捉其降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的链反应。同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，这种气体密度大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。这类阻燃剂还能与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配使用，通过协同效应使阻燃效果明显得到提高。溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃应用上具有重要地位，目前的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使其应用受到了一定限制。
磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。磷-氮相互作用，燃烧时形成致密的炭层，阻止可燃气体的进入，终止燃烧过程。国内已有多家开发类似的阻燃剂产品。譬如：南通泽西新材料科技有限公司的FR-PP200聚丙烯专用无卤阻燃剂在添加量达到28%时，可达UL94 V-0等级。且生烟量小。不含卤素成份。 3.磷系阻燃剂 磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与AL(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。 常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化，其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。产生的毒性气体和
阻燃剂的发展趋势
阻燃剂的发展趋势 随着现代工业的不断发展，塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料得到广泛的应用。然而，这些有机高分子化合物绝大多数都是可燃的，且燃烧时可产生大量致命的有毒气体。为解决这一难题、提高合成材料的抗燃性，最有效的方法是加入阻燃剂。对此，以阻燃为目的阻燃剂研究及材料阻燃技术近几年得到长足发展，至今天已成为世界工业体系的重要组成部分之一。本文将阐述阻燃剂的现状和发展趋势。 1 我国阻燃剂发展现状 我国阻燃剂生产在塑料助剂中, 是仅次于增塑二、各类阻燃剂的现状研究剂的第二大行业, 产量逐年增加, 市场不断扩大。自1960 年起开始研制和生产阻燃剂以来, 到目前为止, 我国阻燃剂总生产能力约15 万t/a , 从事阻燃剂研究的研制单位有50 多家, 阻燃剂品种有120 多种, 生产单位150 多家。近几年来, 我国阻燃剂工业发展迅速, 比如最重要的添加型溴系阻燃剂十溴二苯醚(DBDPO)的销量1999 年为7000t/a , 2000 年为9000t/a , 2001 年为13500t/a。增长幅度逐年增大,其它卤系中的另一个重要成员氯蜡系列也有很大增长。还有磷系(包括无机磷类和有机磷酸酯类)和无机系[ 主要是Al2 (OH)3 、Mg (OH)2 和助阻燃剂Sb2O3 等] 的市场也在不断扩大。但是, 按阻燃塑料制品占塑料总用量的比例来看, 与美国相比差距还很大。美国的比例为40 %, 而我国还不到1 %, 即使考虑到美国的经济总量为我国的10 倍, 我们也还有很大的扩展空间。 我国的阻燃剂以卤系阻燃剂为主, 占整个阻燃剂的80 %以上, 其中氯系(主要是氯化石蜡)占69 %, 并有出口;但溴系不足, 每年仍需进口;作为无污染、低毒的无机系仅占阻燃剂的17 %, 其中有一半为三氧化二锑, 而氢氧化铝、氢氧化镁还不到10 %。主要阻燃剂品种有42 型、52 型氯化石蜡, 还有少量的70 型氯化石蜡、多溴二苯醚、六溴醚、八溴醚、聚2 , 6-二溴苯醚、四溴双酚A 及其齐聚物、磷酸烷(芳)基酯、氯(溴)化磷酸醋、氢氧化铝(镁)、三氧化二锑、红磷等。我国阻燃剂比例与世界发达国家和地区相比, 消费结构差距甚大, 目前国
纺织品阻燃整理技术的应用及发展
浅析纺织品阻燃整理技术的应用及发展 孙文华 （河南省濮阳市中原油田消防支队，濮阳457001） 提要：阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础，目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论，还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展，这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据，具有重要的现实意义。 关键词：阻燃机理阻燃整理技术发展 近年来，世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来，平均每年发生的火灾次数为３—４万起，死亡人数２—３千人，火灾损失折款2—3亿人民币。1985年，哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人，受伤七人，直接经济损失24.9万元；1994年，克拉玛依大火，死伤300多人，都是因纺织品燃烧引起的。 阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代；80年代至今，上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维进行了小试研究，涤纶和丙纶已形成批量生产能力，但总体说来，阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。 一、织物阻燃剂
目前所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物，个别的用高分子物，如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶)；氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯)酯、磷酸三溴苯酯－氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶)；含增效剂的卤化物体系、有机磷化物(锦纶)；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。 1、阻燃机理： 阻燃剂与燃烧有着密切的关系。最新的观点认为燃烧应有四要素――燃料、热源、氧、链反应。而通常织物燃烧又分为三个阶段，即热分解、热引燃（自燃）、热点燃（燃烧传播），对不同的燃烧阶段的四要素彩相应的阻燃剂加以抵制，就形成了各种各样的阻燃机理及中断相阻燃机理。 对于不同的阻燃机理就产生出不同类型的阻燃剂。而不论何种阻燃剂它的阻燃机理总要设法使织物纤维制品经阻燃处理之后，可能提高其氧指数才是目的。换言之，就是使织物燃烧的临界条件不易达到而实现阻燃的效果。其中，氧指数是一个重要的参数，显然，氧指数越高，阻燃效果越好。通常，氧指数不应小于28，天津消防科研所已经研制出氧指数达到90的阻燃剂。 2、阻燃剂的分类： 针对不同的阻燃机理，就产生了不同的阻燃剂。如无机阻燃剂主要
阻燃剂的现状和发展趋势_陈建兵
阻燃剂的现状和发展趋势 陈建兵 (池州学院化学与食品科学系,安徽池州247000) 摘要:从燃烧机理和阻燃机理以及主要研究现状方面介绍了阻燃剂,并就未来阻燃剂的研究方向进行了探讨。 关键词:阻燃剂;燃烧;发展 中图分类号:TQ314124+ 8 文献标志码:A 文章编号:1005-8141(2008)05-0559-02 Development and Situation o f Flame Retardant CHEN Jian-bin (Department of Chemistry and Food Science,Chizhou College,Chizhou 247000,China) Abstract:The mechanism of combustion were introduced briefly in the text,and introduced the mechanism of flame and the situation of re -search,predicted the develop ment of flame retardant in the future. Key words:flame retardant;combusti on;development 收稿日期:2008-04-17;修订日期:2008-05-15 基金项目:安徽省教育厅自然基金(编号:KJ 2006B156;KJ2008B177)。 作者简介:陈建兵(1980-),男,硕士,讲师,主要从事水性高分子与无机非金属材料研究。 阻燃剂是合成高分子材料加工的重要助剂之一,其功能是使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。随着科学进步与环境保护意识的提高,人们不但开发出性能更好的阻燃剂,而且对阻燃剂自身与使用过程中的环境保护问题也提出了更为严格的要求。阻燃剂的无卤化、低毒化、复合化、抑烟化已经成为21世纪阻燃剂整体发展趋势,因此我国的阻燃剂发展具有广阔的发展前景[1] 。本文就未来阻燃剂研究的方向进行了探讨。1 燃烧机理 聚合物燃烧是一个极其复杂的热氧化过程,导致燃烧过程进行的基本要素是:热、氧和可燃物。其燃烧可分为5个阶段:受热、热降解、着火、燃烧和扩散,在燃烧过程中产生含有大量的高能自由基HO -,如果空气流通,燃烧就会越来越剧烈,但只要降低HO -自由基的浓度或切断氧的供应,就可以达到阻燃的目的,主要有:1降低着火点,防止聚合物降解出自由基;o隔绝空气;?捕获活性极大的HO -自由基,阻止火焰的蔓延。 2 阻燃机理 卤素阻燃剂的阻燃机理:卤素在燃烧时能生成卤化氢,卤化氢是一种自由基的捕捉剂。它能捕捉促进高分子化合物燃烧反应的HO -自由基,从而使火焰减 小,达到阻燃效果。 磷系阻燃剂的阻燃机理:磷化物不论是固相还是液相都有很好的阻燃效果,这是因为磷化物在火焰中产生这样的反应过程:磷酸)偏磷酸)聚偏磷酸,由于生成的磷酸层不挥发的保护,隔绝了空气,产生了阻燃效果。另一个原因是产生聚偏磷酸,具有强力的脱水作用,使有机物炭化,而炭化膜也起到了隔绝空气的效果。 锑系阻燃剂的相乘效应:单独使用锑的氧化物并没有阻燃效果,但与卤素阻燃剂相配合,就使其效果增大,人们把这种效应称为/相乘效应0,把锑的氧化物称为助阻燃剂,卤素与三氧化二锑的相乘效应,其机理可认为是由于聚合物在固相的脱水作用引起了炭化,捕捉在气象的自由基,使自由基停止连锁反应,即卤素与三氧化锑反应生成卤素化锑;在245)564e ,随着温度的上升,各阶段连续生成的三氯化锑(气态),在气相时能起到自由基捕捉剂的作用。 氧化铝水合物的阻燃剂机理:一般认为氧化铝水合物受热时,失水变成氧化铝的反应是失水,使燃烧温度降低,当周围温度下降到200)300e 时,它完全失水变成无水氧化铝,可稀释聚合物受热分解后放出的可然性气体,同时还可以吸收凝聚炭的极小微粒,即起消烟阻燃作用。3 阻燃剂的研究现状 自从1908年Engelard G A 等用天然橡胶与氯气反应制得了阻燃氯化橡胶,开创了以化学方法阻燃高聚物的先河以来,特别是近40年高分子工业迅速发展的需求,阻燃技术得到迅速的发展,开发出许多高效的、 # 559#资源开发与市场Res ource Development &Market 200824(6) #资源与环境#
氢氧化铝在阻燃领域的应用与发展
氢氧化铝在阻燃领域的应用与发展 时间:2008-07-24 17:16来源:阻燃建材网作者:点击:1098次 氢氧化铝阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，且脱水吸热温度较低，约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著，同时产品价格低廉，来源广泛，所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速，全球阻燃剂消费量近140万吨, 氢氧化铝阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，且脱水吸热温度较低，约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著，同时产品价格低廉，来源广泛，所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速，全球阻燃剂消费量近140万吨,其中85%为添加型阻燃剂,15%为反应型阻燃剂,今后5年仍将以年均5%的速度持续增长,氢氧化铝在添加量为40%时，可显著减缓PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙稀)及ABS(丙稀睛/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的热分解温度，具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。添加60%氢氧化铝的阻燃聚烯烃可用作建筑材料及汽车,船舶的内部装饰材料. 一、氢氧化铝的性质和阻燃机理 氢氧化铝是一种白色或浅白色的粉末，相对密度2.42，莫氏硬度3 .0当温度加热到高于320℃时A工((OH)。因失去水而损失重量的34.6%。国内外市场上为阻燃剂用的氢氧化铝，主要是a一三水和氧化铝(ATH)，常用a-A120.3 H20表示。它是结晶或无定形的白色粉末，晶体结构是由紧密堆积的经基离子以AB双层的方式构成，而铝离子处于上述堆积的9s 基离子之中，在所有形成的八面体空隙是空着的，这种紧密堆积的经基离子就是构成一种层状结构，相邻两层以经基离子所形成的氢键相连接. 1.1氢氧化铝的性质氢氧化铝受热分解成A1203和水，反应如下:2a-A1203. 3H20-+A1203+3H20。在235-500℃范围内测得的数据表明，本反应的吸热量为1967.2K1/kg，吸收这样大的热量是使其具有阻燃作用的最主要原因。氢氧化铝受热脱水和相变非常复杂，根据差热曲线上有3个吸热峰可推断,其结晶水的失去分3个阶段进行。第1个吸热峰在235℃左右，相当于α一三水合氧化铝转化为α一氧化铝单水合物，即a -A1203. 3H20->a.一A1203.H20十2 H20。第2个吸热峰在300℃左右，相当于α一三水合氧化铝转化分解为X- A1203，即a -A1203. 3Hz0--)-X- A1203 +3H20。第3个吸热峰在530℃左右，相当于a 一氧化铝单水合物分解转化为γ一Al 203，即a -A1203 . H20-γ，一A120, +H:0,氢氧化铝开始脱水的温度、最大吸热峰因氢氧化铝颗粒大小及分布、加热条件及杂质含量的不同而有些差异，因此，选用氢氧化铝做阻燃剂时，要根据聚合物基体材料的热分解温度及成型加工温度的要求选择好氢氧化铝的质量指标。 1.2氢氧化铝的阻燃机理 一般的观点认为ATH的阻燃作用是几种机理协同作用的结果。因此，ATH的阻燃机理可以归纳如下: (1)吸热作用:在300一350℃脱水吸热，拟制聚合物的温升;
新型聚丙烯(PP)阻燃剂系列
新型聚丙烯（PP）阻燃剂系列 发表时间：2018-06-19T17:25:36.557Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：夏野 [导读] 摘要：聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用，并且使用比较广泛，由于其具有易燃的特点，在遇到火源等会发生起火现象，使用阻燃剂能够使其无法燃烧，但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多，这对环境有着不良影响，需要进行改善，针对阻燃剂的不同类型分析其特性和缺点，研制新型的聚丙烯有着重要的作用。 哈尔滨市产品质量监督检验院 摘要：聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用，并且使用比较广泛，由于其具有易燃的特点，在遇到火源等会发生起火现象，使用阻燃剂能够使其无法燃烧，但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多，这对环境有着不良影响，需要进行改善，针对阻燃剂的不同类型分析其特性和缺点，研制新型的聚丙烯有着重要的作用。 关键词：聚丙烯；阻燃剂 1 聚丙烯阻燃剂现状 聚丙烯具有易加工的优越特点，适用范围也比较广，所以应用较为普遍，数量不断增多，直到1995年全世界的聚丙烯生产数量将近200万吨，但是聚丙烯属于高分子材料，具有易燃特点，氧指数为18.5，在燃烧中不会产生烟雾，也没有残渣，只有熔滴和延流起火的现象，阻止聚丙烯燃烧需要将其本体熄灭，还需要阻止延流起火现象，这样才能彻底的避免燃烧。聚丙烯的阻燃剂成分为含磷化合物、含卤化合物有以及无机化合物，目前的阻燃剂很少有能达到较高标准的产品，由于难度较高，需要对原有的阻燃剂进行改善，更好的是开发出能够改变其性能的阻燃剂，能够具有抗冲击性，还有良好的加工性能，这对聚丙烯的阻燃剂进行加强有着重要作用。 2 无机阻燃剂 无机阻燃剂能够加强阻燃的效果，还能够消除烟雾，没有污染和毒害作用，也不具有腐蚀性，然而阻燃剂大部分是填料型，树脂的添加量比较多，这会使加工工艺受到影响，也会造成性能的破坏，阻燃剂需要向着更加精细的水平发展，这样才能使其具有更加细致和坚固的特点，同时能够加工成更多种类的产品，使产品的质量和完整性得到提高，同时，将尺寸改善有着重要的作用，能够使加工更加简便。美国某公司生产的阻燃剂，所具有的烟密度相比卤系阻燃剂要小很多，同时另一家公司又退出了具有超细特性的氢氧化镁阻燃剂，粒度达到微米级别，和无机阻燃剂相比添加量也比较小，这种阻燃剂在聚丙烯中应用可以降低粒度所造成的的性能影响，其他的公司相继推出阻燃性能更好，烟密度更小的阻燃剂产品。 3 溴系阻燃剂 溴系阻燃剂目前是产量最多的一种，效率较高，价格也比较合理，但是溴系阻燃剂在燃烧过程中会产生大量的烟雾和有毒的气体，同时具有腐蚀性，使用会物质的紫外光稳定性下降，阻燃剂的特点需要向着烟雾量和有毒气体降低的方向发展，国外对相关规定已经开始实施，但是溴系阻燃剂依然有着重要的地位，开发也没有中断，通过研究，美国公司将溴系阻燃剂进行改善，使其具有燃烧产生无毒物质，而且具有较好的耐光性，成本也能够被接受。 公司开发的乙撑双四溴酞酰亚胺（商品名SaytexBT93）.Saytex-451均具有优异的性能，其中Saytex BN-451因分子中存在酰亚胺环系统而使其具有较高的热稳定性，同时其紫外稳定性和电气性能也极佳，且不起霜，用其阻燃PP可达到UL94V- -2级。 4 磷系阻燃剂 常用的磷系阻燃剂可分为有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂，通常的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯醋、磷酸三甲苯醋、磷酸三（二甲苯）酉旨等。目前开发的可用于聚丙烯的新型有机磷系阻燃剂有Albirgih Wilson公司生产的具有环化磷酸醋的AmgardNP阻燃剂。将其填充到熔融指数为4的聚丙烯中（添加量为35）其阻燃PP可达到UL94V一0级，且对机械性能没有很大影响。该公司开发的另一产品gardZos 添加到pp中，具有安全、无尘及使用方便的特点，且阻燃性非常好。此外旧本八大化学工业公司开发的含澳的脂肪族磷酸醋GR一900，用其处理PP，具有阻燃性、热稳定性、耐光平衡优异的特点。而位于纽约州的荷兰AkzoNobel公司开发的新型FyroflexRDP正计划推广应用至聚烯烃中。 近年来，磷系阻燃剂的开发方向是降低毒性、提高热稳定性、减少燃烧时的生热量，而含磷无机组燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低的优点获得广泛的应用。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸二氢钱、磷酸氢二钱、磷酸钱、聚磷酸按。’其中，以磷一氮膨胀型阻燃剂倍受青睐，成为磷系阻燃剂开发的热点。有关膨胀型阻燃剂的概况将作为独立的一个单元随后讨论。 5 有机硅系阻燃剂 有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。在PP、PE中添加有机硅复合阻燃剂，可以克服常规阻燃剂无法克服的缺点，是非卤、低烟、低毒阻燃PP开发的新技术之一。目前已提供市场的有机硅系阻燃剂是美国通用电气公司生产的SFR一100，它与其它协同剂作用，可赋予聚丙烯优异的阻燃性和抑烟性。含10%SFR一100的聚丙烯可在阻燃性及流动性及机构性能间实现最佳平衡。在国内，浙江工学院也对其进行了研究，证明了有机硅复合物对聚丙烯具有显著的阻燃和减少融体滴落作用。加入10份左右有机硅复合阻燃即可使聚丙烯达到Ul一94V一0级。 6 膨胀型阻燃聚丙烯体系 在众多的阻燃体系中.近年来发展起来的膨胀型阻燃体系异军突起，成为90 年代阻燃剂家族的新秀，也是近期阻燃剂领域的研究热点。膨胀型阻燃体系在燃烧过程中，因材料表面生成- -层蓬松、多孔的炭层而具有隔热、隔氧、抑烟、且无熔滴生成的特点，因此十分适合于聚丙烯的阻燃。目前，美国、意大利等国的许多膨胀型阻燃剂均已商品化.如美国的HoechstCelanese 公司开发的Exolit- 10、Exolit- 11膨胀型阻燃剂.当其添加到PP 中（添加量25%~30%），其阻燃制品的氧指数为30，阻燃级别达到UI.94 V级，生烟量与未阻燃材料相同.密度仅比未阻燃材料提高了10%~15%.该公司新近推出的一种APPS 化合物Exolit-422 比市场上所有的阻燃产品的分子量都高，因而具有良好的热稳定性.且具有特別高的白度指数（90- -95）。它的姐妹产品Exolit-462化学特性与Exolit-422 相同，但其在使用过程中被包覆而抑制了和其它添加剂发生化学反应，提高了制品的抗潮湿性，特别适合于户外应用。 此外，该公司正在研制的Hostaflam AP-750 的改性产品，可以克服公司正在销售的膨胀型阻燃剂Exolit 系列的大多数缺点.具有校高稳定性（可耐248'C）和低得多的吸水性，起霜倾向也较低。意大利Montefluos 公司销售的Spinflam MF82 膨胀型阻燃剂，以其阻燃PP.当阻燃剂用量为24%时，氧指数可达37.0，垂直燃烧实验可达UL94 V- -0级，抗弯模量增加4%~30%，拉伸强度降10%.冲击强度降低约为