无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究-
文章编号:１００１-９７３１(２０１５)增刊(Ⅰ)-００３０-０４
无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究
?
尹朝露,李 风,张 翔,葛欣国,张 帆,彭 波,李平立
(公安部四川消防研究所,成都６１００３６)
摘 要: 采用无卤膨胀阻燃剂(IFR )
和导电炭黑(CB )对聚丙烯(PP )
进行阻燃抗静电改性,制备得到了无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料,研究了无卤膨胀阻燃剂与导电炭黑之间的相互作用关系.结果表明,IFR 能有效提高PP 的阻燃性能,但会影响CB 粒子之间的相互接触,降低其导电效率;CB 能有效提高PP 的抗静电性能,改善其阻燃性能,但会降低IFR 在PP 中的阻燃效果;CB 能提高PP 在低温区的热稳定性,
但CB 具有高热传导性,会产生 灯芯效应 ,加快PP 的分解.当CB 含量为６份,IFR 含量为３０份时,无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的LOI 为２８％,表面电阻率为８．７０?１０５Ω,拉伸强度为２７．１MPa .关键词: 聚丙烯;无卤阻燃;抗静电;相互作用中图分类号: TN３８３
文献标识码:A
DOI :１０．３９６９/j ．issn．１００１-９７３１．２０１５．增刊(Ⅰ)．００７１ 引 言
聚合物的易燃性和静电积累特性使其在一些特殊的应用领域具有较大的危险性,可能对电子设备造成
静电损害或在石化二煤炭等领域引发火灾事故[
１-２]
.因此,阻燃抗静电聚合物复合材料受到了广泛的关注和
研究,也取得了不错的成果[３-５]
.目前,阻燃抗静电聚
合物复合材料主要采用卤系阻燃剂和表面能活性剂类抗静电剂,使得其在实际使用过程中存在产烟量大二烟
气的毒性大二腐蚀性强,抗静电剂耐久性差等问题[
６-８]
.本文以聚磷酸铵二双季戊四醇二分子筛复配成无卤膨胀阻燃剂,以导电炭黑作为永久抗静电剂制备无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料,研究了无卤阻燃剂和抗静电剂对阻燃抗静电聚丙烯复合材料的阻燃性能二抗静电性能二热稳定性和力学性能的影响,并分析了无卤膨胀阻燃剂和导电炭黑在阻燃抗静电材料中的相互作用关系.
２ 实 验
２．１ 原料
聚丙烯(PP ):４２２０,中石化北京燕山分公司.炭黑(CB ):BP２０００,
平均粒径１５nm ,美国Cabot 公司.聚磷酸铵(APP ):CF -APP２０３,
什邡市长丰化工有限公司;双季戊四醇(Di -PE ):８５级,江苏开磷瑞阳化工股份有限公司;分子筛(MS ):４A ,成都科龙化工试剂公司.
２．２ 试样制备
以质量比为２．５/１的APP /Di -PE 和５％(质量分数)的阻燃协效剂分子筛,复配成无卤膨胀阻燃剂
(IFR ),对聚丙烯进行阻燃处理.将PP 和IFR 二CB 等
原材料按设计比例称量后,首先用高速混合机混合３~５min ,然后用ZSE -２７型双螺杆挤出机在１６５~１９０?下进行熔融共混挤出,得到阻燃抗静电聚丙烯复合材料,具体配方如表１所示.
表１ 阻燃抗静电聚丙烯复合材料的配方
Table １Formula
of flame retarded and antistatic p ol yp ro py lene com p osites
Sam p les PP
IFR CB Sam p les PP
IFR CB
PP
１００００F３０A１１００３０１A１１０００１F３０A２１００３０２A２１０００２F３０A３１００３０３A３１０００３F３０A４１００３０４A４１０００４F３０A５１００３０５A５１０００５F３０A６１００３０６F１５１００１５０F１５A５１００１５５F２０１００２００F２０A５１００２０５F２５１００２５０F２５A５１００２５５F３０１００３００F３０A５１００３０５F３５
１００３５
０
F３５A５
１００３５
５
０
３２０１５年增刊Ⅰ(４６)
卷?
收到初稿日期:２０１４-１０-２９收到修改稿日期:２０１５-０３-０７通讯作者:尹朝露,E -mail :YCL２０１４＠１６３．com
作者简介:尹朝露 (１９８２－)
,男,四川都江堰人,助理研究员,博士,主要从事阻燃材料研究.
阻燃剂MCB在聚丙烯中的阻燃作用
阻燃剂MCB在聚丙烯中的阻燃作用 赵田胜王萍 （青岛大学改性塑料应用化学研究所） 摘要：研究了mcb阻燃剂在材料PP中阻燃性能。通过对其机械性能及阻燃性能进行检测分析表明,MCB在在无卤阻燃PP体系中可显著提高材料的阻燃性和抑烟性，提高材料的力学性能。 聚丙烯(PP)作为阻燃材料大体分为2大类:含卤阻燃和无卤阻燃。含卤阻燃剂由于其添加量少,阻燃效果好而得到广泛的应用,但由于其燃烧时发烟量高、毒性大,使其应用领域受到限制,因此开发低烟、无卤阻燃材料已成为各国研究的主要方向。目前无卤阻燃剂以Mg(OH)2和Al(OH)3为主,其无烟、无毒,但其存在的最大缺点是添加量大,致使阻燃材料的力学性能损失较大。因此,文中采用MCB作为阻燃体系的阻燃剂,以期改善材料的阻燃效果。在无卤阻燃PP中加入MCB，可使PP的物理性能得到明显改善。 1实验部分 1.1原料 聚丙烯粉料（国产），M C B（青州市亿超化工有限公司）乙烯基三乙氧基硅烷(分析纯);KH550 (分析纯)。 1.2检测仪器 万能材料试验机(5567),美国INSTRON公司;摆锤冲击仪(6957000),意大利CEAST公司;热变形、维卡软化点温度测定仪,(RV-300D)承德精密实验有限公司;氧指数仪(LOI),美国ATLAS公司。 1.3加工工艺流程 PP产品的加工工艺流程示意见图1 2、结果与讨论 2.1MCB在pp中的作用和效果
表1MCB对材料力学性能影响 表2阻燃剂对材料燃烧性能影响 由表1看出，MCB的加入对材料的力学性能没有影响，且随着添加量的增大，材料的冲击强度与拉伸强度反而有增加的趋势。这说明MCB对材料有一定的增韧性。 由表2可以看出随着MCB阻燃剂的添加,材料的有限氧燃烧时间有着明显的降低，灼烧失重量有着明显的增大，同时在实验过程中无大量的烟和难闻的气味产生。2.2结论 MCB阻燃剂有着极高的阻燃效果和抑烟效果，通过实验证明它还对塑料起到一定的增韧效果。MCB必定将取代溴类等高污染的阻燃剂，推进改性塑料和环保业的进步。 阻燃剂的含量%表观粘度（Pa.s)冲击强度（J.M -1)拉伸强度/MPa 维卡软化点/℃0226040.231.65123.45200041.831.73125.68213042.831.80123.710 2250 43.2 32.30 124.9 阻燃剂含量%有限氧燃烧时间/S 水平自熄时间/S 垂直自息时间/S 失重率/% 518.613.720.821.49811.47.816.924.9710 7.5 4.3 10.4 28.86
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
聚丙烯防静电阻燃改性的研究
第11卷第4期 纺织高校基础科学学报V o l .11,N o .4 1998年12月BASI C SC IENCES JOURNAL OF TEXTI LE UN IVERSITIES D ec .,1998 聚丙烯防静电阻燃改性的研究 Ξ 马 峰 张捷民 薛 兵ΞΞ 霍善发ΞΞΞ摘要 阐述了用表面活性剂类防静电剂、导电性填充料及有机阻燃剂对聚丙烯实现防静电阻燃改性的原理;进行了复配试验.对试验结果的初步分析表明,此法可使聚丙烯兼具良好的防静电阻燃性能. 关键词 聚丙烯 防静电 阻燃 改性 中图分类号 O 441.1 0 引言 聚丙烯(PP )因其价格低廉和具有抗拉强度大、韧性强、耐多种有机溶剂作用等特点,而成为工业和日常生活中广泛采用的高分子材料.但PP 的高绝缘性(体积电阻率达1016～1018 8 c m 、 表面电阻率为1016～10178)使其极易产生、积累静电.实验表明,PP 塑料板材在受到纯尼龙织物摩擦时可带上4～6kV 的静电压.同时,PP 又属易燃材料,极限氧指数(LO I )值仅为18左右,远低于在空气中能达到自熄的极限值27,常因包括静电放电火花在内的多种因素引燃而酿成火灾,限制了PP 在煤炭、石化、兵工以及家俱和装饰材料等领域的应用.为此,开展对PP 的防静电和阻燃兼容改性的研究,进而研制出具有双防功能的新型PP 塑料,有着很重要的意义. 1 原理 1.1 防静电处理 对PP 防静电处理,可采用在其内部添加表面活性剂类防静电剂,也可采用按一定比率掺入导电性填充料的方法. 第一种方法是基于表面活性剂类防静电剂的分子在与PP 大分子相互作用过程中,会在PP 制品表面形成亲水基朝向空气的定向排列,该亲水基的氢键与空气中的水相结合,在制品表面形成一层极薄的“水膜”而使静电荷沿水膜泄漏.当表面的防静电剂单分子层因摩擦、洗涤等作用而脱落、缺损后,内部的防静电剂分子又会迁移到表面加以补充,从而可使制 ΞΞΞΞ ΞΞ陕西省劳动厅. 收稿日期:1998-01-09 西北纺织工学院基础部,710048,西安市金花南路19号.马峰,男,52岁,副教授. 陕西省自然科学研究计划项目,编号:96C 22
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
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
阻燃PP塑料——聚丙烯的阻燃应用
阻燃PP塑料——聚丙烯的阻燃应用 PP塑料具有密度低、无毒无色、没有气味、耐腐蚀、耐热性良好的特点，综合性能优异，但由于受热容易燃烧，其应用范围受到限制。通过阻燃改性提高其性能，阻燃PP材料广泛应用于电子电器、家电、汽车等领域有阻燃要求的部件。 PP塑料的特点 PP与其他通用热塑性塑料相比，其密度最小，为0.90-0.91克每立方厘米，抗拉强度、抗压强度、表面硬度和弹性模量等力学性能均较优异，并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。PP 有较好的耐热性能，在无外力作用的环境中加热至150℃也不变形，可以在开水中蒸煮，可在100℃以上长期稳定的使用。 PP几乎不吸水，具有优良的化学稳定性，除发烟硫酸及强氧化剂外，对其余介质均很稳定，它的高频电性能能优良，且不受温度的影响，易成型加工，可用注塑、挤出和中空成型等多种方法成型各种制品。 PP无毒无味，并有极好的耐曲折性，可以反复对折而不损坏，这是其他塑料都难以做到的。阻燃PP塑料的应用 阻燃PP塑料的技术现已趋近成熟，阻燃PP塑料广泛用于电子电器、家电、汽车等行业。 1、汽车部件，汽车有阻燃要求的部件； 2、电子电器、家电等有阻燃要求制件； 3、电源、加热器外壳.开关、电水壶底座、接线端子，家电外壳、微波炉外壳、电磁炉外壳、电机底座、洗衣机部件、电熨斗部件、电烤箱部件。 阻燃PP塑料 阻燃PP塑料常用的阻燃体系有溴系阻燃、磷系阻燃和无卤膨胀体系阻燃等。未来随着人们对环保、健康的要求提高，无卤化阻燃将会成为新的主流。 聚赛龙阻燃PP塑料有环保阻燃PP、UL94-V2阻燃PP、无卤阻燃PP、高灼热丝阻燃PP、高CTI阻燃PP塑料等。 无卤阻燃PP塑料 无卤有卤的卤是指“卤素”，他们是指元素周期表中的卤族元素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、石田(Ts)。目前业界通常把Cl、Br各自含有率在≤900ppm，两者总和≤1500ppm 的产品定义为无卤产品。无卤阻燃PP塑料是在此定义下的阻燃改性PP塑料。 无卤阻燃PP塑料的助剂主要以磷系化合物和金属氢氧化物为主，无卤阻燃PP材料，燃烧时发烟量小、密度小、成本低，产生的有毒、腐蚀性气体也少，主用应用于小家电产品外壳，如熨斗、吹风机等电器等零部件上。
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.360docs.net/doc/8417517385.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 · 5·
无卤阻燃改性聚丙烯的原理和主要方法
无卤阻燃改性聚丙烯的原理和主要方法 按照化学组成的不同，阻燃剂还可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和赤磷等，有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸酯、卤代磷酸酯、氮系阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂等。抑烟剂的作用在于降低阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的释放量，多为钼类化合物、锡类化合物和铁类化合物等。尽管氧化锑和硼酸锌亦有抑烟性，但常常作为阻燃协效剂使用，因此归为阻燃剂体系。 长久以来，卤系阻燃剂以其高效的阻燃效果而被广泛的用于聚丙烯的阻燃改性，但是其在阻燃过程中释放的有毒的强腐蚀性气体卤化氢会对环境和人体健康造成极大的危害，开发清洁、高效、安全环保、价格低廉的阻燃剂和防火安全型阻燃高分子材料意义重大。无卤阻燃技术是近年来阻燃领域向环保方向的发展趋势，备受工业界关注。 介绍目前无卤阻燃改性聚丙烯的原理和主要方法 1.磷系阻燃剂 磷系阻燃体系包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。目前应用最广的有机磷系阻燃剂是磷酸酯和膦酸酯，例如磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基膦酸酯、磷酸三(β-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、三(二溴苯基)磷酸酯等;无机磷系主要有红磷(微胶囊化红磷)、聚磷酸铵、磷酸盐(如磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸铵等)。 阻燃机理：磷系阻燃剂是弱的火焰抑制剂；其阻燃机理在于磷系化合物受热分解为含磷氧酸，这些含磷氧酸可促使聚合物脱水炭化生成的焦炭层呈石墨状，能阻隔内部聚合物与氧接触;焦炭层导热性差，使聚合物与热源隔绝，减缓了热分解，从而起到阻燃的作用。而脱水碳化这一步骤必须依赖聚合物本身的含氧基团。对于聚丙烯来讲，分子结构没有含氧基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳。如果与氢氧化铝和氢氧化镁等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。 常用配方：通常用于聚丙烯的磷系阻燃剂主要是红磷及有机磷化合物(如磷酸酯)。研究表明，Mg(OH)2包覆红磷复配物比单用Mg(OH)2的阻燃聚丙烯的阻燃效果要好,但力学性能有所下降。将10份包覆红磷和80份的Mg(OH)2复配具有明确的协同阻燃效果，使体系氧指数达到29%，且综合性能良好。 2.氮系阻燃剂