PP相关阻燃剂简介
PP相关阻燃剂简介
一、总述
1.关于PP。
聚丙烯（polypropylene）的简称。与聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）通称为四大通用塑料。随着高分子改性技术的不断进步，PP较其他通用塑料显示出更为优异的综合性能，应用也越来越广。电子电器件、汽车配件、塑料管材、薄膜、纤维无纺布等领域都有着PP的踪影。
PP的分类方法有多种，市场上常用的PP可以归结为两种：均聚聚丙烯（HOMO-PP）、共聚聚丙烯（COPO-PP）。均聚聚丙烯的分子结构规整，强度高，为透明或半透明颗粒，而共聚聚丙烯因其结构中含有乙烯组分，韧性佳，为乳白色颗粒。
2.关于PP的改性。
PP的共混改性方式有很多，增强、填充、增韧、阻燃、导电、着色等等，依据制品的不同需求，可以一种或多种功能叠加，赋予PP极佳的综合性能。
PP的氧指数（在规定条件下，维持其燃烧所需的最低氧浓度）很低，仅为18，故对其阻燃改性是一种趋势和必然。目前市场上的阻燃剂：溴系阻燃剂（十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、八溴醚、四溴双酚A、八溴S醚、溴代三嗪、六溴环十二烷等）、磷系阻燃剂（包覆红磷、磷酸三苯酯、BDP、RDP、APP、MPP等）、氮系阻燃剂（MCA、三聚氰胺等）、无机阻燃剂（氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌等）、复合型N-P膨胀阻燃剂等，都对PP有一定的阻燃效果。只是因为综合成本、相关PP制品的阻燃要求以及阻燃剂本身的缺点等原因，使得我们必须在不同应用场合选择不同的阻燃剂或复合阻燃体系，来满足客户的不同需求。
3.阻燃测试方法及标准：
不同国家所使用的阻燃标准不同，所以有ISO、GB、ASTM、EN、AS之分；不同制品应用场合不同，所以有电器件、汽车配件、管材、织物、薄膜、泡沫之分。制品不同，对其进行检验的测试标准也不相同。目前最常用的的测试标准为UL94垂直燃烧测试方法，如下表格：
该测试方法比较通用，但是目前有些客户会存在一些误区：将“离火自熄”等同于V-0级。或者本应该“离火自熄”的产品客户却说成是V-0级，因此导致的推荐错误数不胜数。故务必了解客户的真实需求，引导客户，方能达到双方满意，以降低双方不必要的损失。
二、产品简介、说明
1.PP无卤膨胀阻燃剂
简介：复合阻燃剂。有效元素：氮-磷
优势：无卤、顺应无卤发展趋势；
添加量低，依PP不同，20-25%即可达到UL94V-0级（3.0mm）；
无水滑现象；
不含抗滴落剂。
不足：不可添加填充材料；
炭黑含量不应大于0.5%，色粉的加入会影响阻燃效果；
PP加工温度不宜过高，建议小于220℃，提高真空度。
2.均聚PP专用环保阻燃剂
简介：复合阻燃剂。有效元素：溴-磷-氮。
优势：环保、符合欧盟ROHS要求；
添加量低，0.8-1%，离火自熄，在PP最终制品中接近无卤要求（CL、Br＜900ppm）;
无需使用三氧化二锑协效，低烟，不析出；
对制品综合性能影响小，可以制作透明PP；
不足：不可用于PP再生料中；
不可添加PE作为增韧、不可使用PE蜡作为润滑；
不可使用碳酸钙作为填充材料。
说明：在PP中达到UL94 V-2级。（虽然其离开火焰之后燃烧时间极短，一般＜3s，但因其滴落，且引燃下方脱脂棉，故只可达到V-2级。）
3.共聚PP专用环保阻燃剂
简介：复合阻燃剂。有效元素：溴-磷-氮。
优势：环保、符合欧盟ROHS要求；
添加量低，2.5-3%，离火自熄;
无需使用三氧化二锑协效，低烟，不析出；
对制品综合性能影响小；
不足：不可用于PP再生料中；
不可添加PE作为增韧、不可使用PE蜡作为润滑；
不可使用碳酸钙作为填充材料。
说明：在PP中达到UL94 V-2级；
共聚PP因其结构中含乙烯成分，增韧的同时使丙烯的结构不再规整，也影响了阻燃效果，添加量也会因共聚PP的牌号不同而不同，需要指出的是目前该阻燃剂对牌号为K8003燕山石化的共聚丙烯无阻燃效果（或者添加量大，成本不合理。）此时不推荐该阻燃剂。
4.其他PP相关阻燃剂
市场的需求与国家的政策是分不开的，同样，我们也在随着客户需求的不断增加来寻找适
合客户适合市场的新型阻燃剂。在家用电器领域，室内加热器（比如暖风机）用塑胶制品因其可疑的火灾源为电线、电火花等非明火火源，故其测试方法与UL94完全不同，此时采用的则是针焰测试（国内标准为GB5169.5）或灼热丝测试（GB5169.10-13）。
（1）过针焰测试（30s）专用PP阻燃剂
简介：复合阻燃剂。有效元素：溴-磷-氮。
说明：环保、符合欧盟ROHS要求；
添加量20-25%;
除色粉外，不可添加其他填充材料。
（2）高灼热丝（GWIT 850℃）专用PP阻燃剂
简介：复合阻燃剂。有效元素：溴-磷-氮。
说明：环保、符合欧盟ROHS要求；
添加量30-35%;
除色粉外，不可添加其他填充材料。
膨胀型阻燃剂的制备及应用
膨胀型阻燃剂的制备及应用 来源:中国化工信息网 2007年11月14日 由于环保等各方面的压力，阻燃剂的无卤化进程步伐越来越快。膨胀型阻燃剂被认为是很有希望的途径之一，目前正受到越来越多的关注。膨胀型阻燃剂是由酸源、气源和结炭源所组成，酸源是含阻燃元素磷化合物受热氧化生成磷酸、偏磷酸，最后生成不挥发的且稳定的聚偏磷酸，覆于燃烧物表面起着隔热、隔氧阻止燃烧，因此酸源起着重要的作用。气源以含氮化合物受热分解生成难燃的气 体N 2、NH 3 、H 2 O等，使受热物表面周围空气稀释，因此气源的选择也十分重要。 结炭源是在材料受热时快速降解炭化形成致密的炭化层，目前公认季戊四醇是极好的结炭源。作者以含磷量极高的甲基磷酸二甲酯(简称DMMP)(Ⅰ)作为酸源，三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)为气源、季戊四醇(Ⅲ)为结炭源制备了膨胀型阻燃剂，当Ⅰ：Ⅱ：Ⅲ=5.0：2.5：0.83时，对不饱和聚酯树脂具有极好的阻燃作用，添加15%时能使不饱和聚酯树脂的氧指数达到28.5，燃烧残余物为松散的黑色物质，说明具有结炭作用。 1 试验部分 1.1 主要仪器与试剂 Nicolet 170SX FT-IR红外光谱仪，ARC400型核磁共振分析仪，HC-2型氧指数测定仪。磷含量采用燃烧、磷钼酸铵沉淀法测定。 三聚氰胺，工业品；三聚氰酸，工业品；不饱和聚酯树脂，工业品；季戊四醇，工业品；亚磷酸三甲酯，工业品。 1.2 试验内容 1.2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的合成 向装有带干燥管的回流冷凝管、温度计和电动搅拌的反应瓶中加入500.0g 亚磷酸三甲酯，催化剂NPSM20.0g，开动搅拌，缓慢加热到回流温度(105-110℃)，当回流明显减慢时，继续加热使反应体系始终保持回流状态，当内温达到160℃且无回流现象时，即为反应终点。将反应装置改为减压蒸馏装置，收集95-97℃/0.092MPa馏分，得无色透明产品485.0g。 1.2.2 三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)的制备 将64.5g三聚氰酸溶于90℃的热水中，分批加入63.0g三聚氰胺，90℃搅拌反应2.5h，pH值7左右时，冷却到室温，过滤，滤饼用热水洗涤，抽干，60℃真空干燥。 1.2.3 膨胀型阻燃剂配制及应用 将三聚氰酸三聚氰胺盐(Ⅱ)和阻燃剂DMMP(Ⅰ)不同比例复配，以15%的比例加入不饱和聚酯树脂中，加入促进剂和引发剂，制成10cm×5cm×3mm阻燃不饱和聚酯树脂板片，按GB460-80规定，用HC-2型氧指数测定仪测定氧指数。根据阻燃不饱和聚酯树脂的氧指数值找出(Ⅱ)和(Ⅰ)的最佳配比，然后在(Ⅱ)和(Ⅰ)的最佳配比物中加入不同比例的季戊四醇(Ⅲ)，仍以15%的比例加入不饱和聚酯树脂中，测定阻燃不饱和聚酯树脂的氧指数。 2 结果与讨论 2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的制备 亚磷酸三甲酯在催化剂作用下发生arbuzov重排反应，得到阻燃剂DMMP，反应原理为： Cat-CH 3+P(OCH 3 ) 3 →CH 3 P+(OCH 3 ) 3 Cat-→(异构化)CH 3 P(O)(OCH 3 ) 2 +Cat-CH 3
膨胀型阻燃剂基本知识
膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂，含这类阻燃剂受热时表面能形成一层致密泡沫炭层起到隔热、隔氧、抑烟又能防止熔滴；具有良好的阻燃性能。我国自1992年就开始有研究成功的报告，至今有多个研究单位从事这方面的开发，但仍未见工业规模的生产报道。一直没有达到规模生产的原因可能有两个：一是产品中留有尚未反应的无机酸反映在阻燃制品表面有吸潮现象；另外一个就是膨胀型阻燃剂是一些大分子化合物合成；其最后一步是固相反应，它的传质、传热过程太复杂而至今工业化有一定困难。最后关于无机阻燃剂需要说明的是历来有人将三氧化二锑归于这一类，但严格来讲三氧化二锑本身不是阻燃剂，它只是与卤素类阻燃剂合用的协效剂。氢氧化铝、氢氧化镁是无机阻燃剂中的主力军，尤其当某些领域内提倡无卤阻燃时，它们就会成为第一选择。由于无机阻燃剂需要添加的量很大，在某些特殊的情况下会超过高聚物本身的量，因此势必对高聚物的物理机械性能产生非常大的影响这就要求对无机阻燃剂作出处理即微粒化、表面活化。微粒化的目的是让它们在高聚物中分散均匀在体相中处处起到阻燃作用。实验证明要达到同一阻燃标准，微粒化可适当减少用量。另外表面活化就是为了使无机阻燃剂与高聚物之间相容性好这样可以减轻由于大量无机阻燃剂加入而使高聚物本身机械强度的下降。最近有些文章谈及无机纳米粒子的阻燃优越性。我们的工作经验认为这些纳米粒子的添加或许对改善机械强度有好处但对阻燃性能不会有太大影响。因为无机阻燃剂阻燃机理是通过受热分解释放水蒸气来降低体系温度同时水蒸气又稀释了可燃性气体来达到阻燃效果它是以水蒸气的量来决定它的阻燃效果因此与阻燃剂的量有关与阻燃剂是否纳米粒子无关一般来讲无机阻燃剂的粒径分布在之间已足矣。
阻燃剂分类及各类典型介绍
阻燃剂分类及各类典型介绍
阻燃剂分类及各类典型介绍 阻燃剂分类及各类典型介绍 一、目前常用的阻燃剂按不同的分类方法可以分成3大类，具体分类如下：二、各类典型的阻燃剂1、氯系阻燃剂 近来，氯系阻燃剂已部分为溴系阻燃剂取代，氯系在整个阻燃剂的消耗量中有所下降。A、氯化石蜡 (C20H24CI18?C24H29CI21 ) 含氯量50%的主要用作PVC塑料的辅助增塑剂；含氯量70%的主要用作阻燃剂。 B、氯化聚乙烯 一类含氯35%-40%，另一类含氯68%，无毒。可用于聚烯烃，ABS树脂等。 它本身是聚合材料，因此作为阻燃剂使用时和树脂体系相容性好，不
影响塑料的物理机械性能，耐久性良好。 2、溴系阻燃剂 A、四溴双酚A 性质：灰白色粉末。熔点180-184C,沸点316C (分解)。用途：广泛用作反应型阻燃剂以制造含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯以及作为中间体合成其他复杂的阻燃剂，也作为添加 型阻燃剂用于ABS、HIPS、不饱和聚酯、硬质聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂以及涂料等。既可作添加型阻燃剂，又可作为 反应型阻燃剂。 关注艾邦高分子，回复“阻燃”查看更多文章 B、十溴二苯醚 性质：白色微细粉末，溶点为304-309 C,溴含量大约83.3% , 几乎不溶于所有溶剂，5%热量失重时温度大于320 °C,热稳定性好。 用途：添加型阻燃剂，用途广泛；可用于PE、PP、ABS树 脂、环氧树脂、PBT树脂、硅橡胶、三元乙橡胶及PET、 PA6等材料的阻燃剂。其与Sb2O3并用阻燃效果更佳。缺点是耐侯性差，容易黄变。 3、磷系阻燃剂
磷系阻燃剂包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。 A、无机磷系阻燃剂 红磷、聚磷酸铵（APP）、磷酸铵盐、磷酸盐及聚磷酸盐等。阻燃机理：燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆盖于树脂表面，可促进塑料表面炭化成炭膜；聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于塑料表面。这种固态或液态膜能阻止自由基逸出，又能隔绝氧气。 磷系与氮系及金属氢氧化物等阻燃剂都有协同作用，并用可产生协同阻燃和消烟效果。 无机磷系阻燃剂的耐水性差，与聚烯烃的相容性差，致使制 品的力学性能下降，所以在聚烯烃中用量少。①、红磷红色至紫红色粉末，因仅含有磷元素，所以比其他磷化物阻燃效率高。如7.5%红磷填充PA的氧指数可达35%，而加入15%磷酸酯阻燃剂的PA氧指数仅为28%。 红磷的缺点为与树脂的相容性差、易吸湿、颜色太深。红磷进行微囊化处理后，与树脂的相容性提高，吸湿性降低，但需防止红磷与氧及水接触而生成剧毒的磷化氢，必须加入磷 化氢捕捉剂。②、聚磷酸铵（APP） 性质：白色粉末，随聚合度增大而吸水性降低。APP在250 C 以上分解，释放出水和氨，并生成磷酸，阻燃机理为吸热降温和稀释可燃气体。APP由于分子内含有磷和氮，具有很好
膨胀型阻燃剂的研究与应用
膨胀型阻燃剂的研究与应用 许晶晶,肖卫东,郝惠军,曹杰 (湖北大学化学与材料科学学院,湖北武汉430062) 摘要综述了两类膨胀型阻燃剂(P-N膨胀型阻燃剂和膨胀型石墨)在聚烯烃、聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸酯中的研究与应用情况。 关键词:膨胀型石墨;P-N膨胀型阻燃剂;自膨胀型阻燃剂 Study and Application of Intumescent Flame-retardant XU Jing-jing,XIAO We-i dong,HAO Hu-i jun,CAO Jie (F aculty of Chemistry and M aterial Sci.,Hubei U niversity,Wuhan430062,China) Abstract:The studies and applications of tw o kinds of intumescent flame-retardant(P-N intumescent flame retardant and expandable g raphite)in polyolefin,polyurethane,epoxy resins and polyacrylate are summarized. Keywords:Ex pandable Graphite;P-N Intumescent Flame Retardant; Sel-f intumescent Flame Retardant 膨胀型阻燃剂成为近几年阻燃领域最为活跃的研究热点之一,这类阻燃剂有良好的阻燃性能,且低烟、低毒,被视为替代传统阻燃剂(特别是卤-锑体系)、实现阻燃剂无卤化的一个有效途径,符合环保的需要。 膨胀型阻燃剂包括P-N膨胀型阻燃体系和膨胀型石墨阻燃剂(EG)。本文综述了P-N型膨胀阻燃体系和膨胀型石墨阻燃剂(EG)在聚烯烃、聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸酯中的研究与应用情况。 1P-N型膨胀阻燃体系的应用 P-N型膨胀阻燃体系研究地较早,通常又分为混合型和自膨胀型两种。混合型膨胀型阻燃剂即酸源、碳源、气源三组分分别由三种物质承担。自膨胀型膨胀阻燃剂,集酸源、气源、碳源多种功能为一体,是膨胀型阻燃剂中唯一防火成分,热稳定性更好、水溶性更低,是人们所期望的防火剂,因此自膨胀单体的研究也是膨胀型阻燃剂发展方向之一。 111用于聚烯烃的阻燃 烯烃的阻燃过去常采用含卤阻燃剂,但是含卤阻燃剂在燃烧时产生大量烟雾及含卤的有毒有害气体造成二次危害,危及人们的生命财产安全,故现在其阻燃朝着无卤方向发展。以聚磷酸铵(APP)为基础的P-N膨胀型阻燃体系是当前无卤阻燃聚烯烃研究的热点与方向。 Shih hsuan Chiu和Wun Ku Wang[1]研究了APP、季戊四醇(PER)、三聚氰胺组成的混合型膨胀体系填充的电线电缆用聚丙烯(PP)的阻燃动力学,通过分析不同APP、PER、三聚氰胺的配比对材料的点燃时间(TTI)、失重质量分数(BP)、失重速率(ML R)、散热速率(H RR)、氧指数(L OI)、CO的浓度等性质的影响,发现当APP、PER、三聚氰胺的份数分别为23、14、13时,与未阻燃的PP相比,TTI由24增至36,BP由100%减少为9412%,ML R由0106g# s-1减少为01024g#s-1,HR R由119kw#m-2减少为6718kw#m-2,其L OI值由纯PP的1718%增为3514%,燃烧产生的CO的平均值由4116@10-5减少为2104@10-5,表明它是提高PP耐燃性能的行之有效的无卤低烟阻燃剂。 冯建新[2]等研究还发现红磷的加入对PP/APP/ PER/三聚氰胺体系耐燃性能有很大的提高,当PP/ APP/PER/三聚氰胺/红磷为100/30/10/1/5时,材料的L OI高达4012%,比没加红磷时的L OI值增加了8%,这是由于红磷的加入,增加了膨胀型阻燃体系的酸源,促使PP加速脱水炭化所致。 #210# 塑料工业 CHI NA P LAST ICS IN DU ST RY 第33卷增刊 2005年5月 作者简介:许晶晶,女,1978年生,硕士在读,主要从事塑料阻燃剂方面的研究。xjj780626@1631com