聚碳酸酯(PC)常用阻燃方案
阻燃PC

阻燃PC百科名片聚碳酸酯(Polycarbonate),缩写为PC,是一种无色透明的无定性热塑性材料。
阻燃PC的阻燃原理就是催化PC在燃烧时的成炭,从而达成阻燃的目的。
目录1阻燃PC的性质物理性质1化学性质高效阻燃系统阻燃PC薄膜分类及主要品牌、型号展开阻燃PC的性质物理性质聚碳酸酯(PC)无色透明,耐热,抗冲击,阻燃,在普通使用温度内都有良好的机械性能。
但不耐紫外光。
同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性能好。
化学性质聚碳酸酯耐酸,耐油。
聚碳酸酯,不耐强碱。
高效阻燃系统下面介绍了4类高效阻燃系统,它们或者通过高效的气相阻燃,或者通过在凝聚相中抑制自由基的增长,或者通过催化作用改变聚合物的热分解模式并促进成炭而发挥阻燃功能。
在用量极少的情况下即能满足很多领域的阻燃要求,是阻燃剂的发展方向。
这类阻燃系统有:(1)催化阻燃系统;(2)芳香族磺酸盐(酯);(3)凝聚相中的自由基抑制剂;(4)高效气相阻燃剂。
目前高聚物中使用的常规阻燃剂,阻燃效率低,用量大,从而恶化了高聚物基材原有的优异性能,增加高聚物燃烧或热解时生成的烟量及有毒气体量,增加材料的价格,并造成阻燃高聚物加工及回收方面的困难。
因此,寻求高效的阻燃系统,是阻燃领域内人们长期的奋斗目标。
据专家们预测,具有下述特征之一的阻燃系统,有可能成为具有发展前景的未来的高效阻燃剂,这些特征是:(1)能抑制凝聚相的氧化反应;(2)具有催化阻燃作用;(3)能发挥高效的气相阻燃作用;(4)能形成有效的含炭层或含其他阻燃元素的防护层。
现介绍4类高效阻燃系统。
1、催化阻燃系统催化阻燃系统是指那些在一定条件下能脱水生成强酸的化合物,它们可促进高聚物成炭,但这种作用模式对烃类高聚物效果不佳。
不过,如果聚烯烃能在催化剂作用下氧化脱氢而形成水和炭,则不仅燃烧热可大大降低,材料的阻燃性也大为改善,而且燃烧产物只是无毒的水蒸气。
例如,在聚丙烯中加入质量分数为1.5%的铬,可使聚丙烯的氧指数提高至27,其机理可能涉及聚丙烯的催化脱氢和成炭。
ul94 2006阻燃标准pc粒子

UL94 2006阻燃标准PC粒子一、引言在当今的社会中,阻燃材料作为一种重要的工程塑料,在各个领域都有着广泛的应用。
UL94是国际公认的塑料材料阻燃性能测试标准,它的出现为塑料材料的阻燃性能评价提供了重要的依据。
在UL94标准中,PC(聚碳酸酯)材料因其优异的综合性能和在电子电器、汽车、建筑等领域的广泛应用,备受关注。
本文将结合UL94 2006阻燃标准,对PC粒子的阻燃性能进行全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章。
二、UL94 2006阻燃标准概述UL94 2006阻燃标准是由美国Underwriters Laboratories公司发布的,用于对塑料材料的阻燃性能进行评定的标准。
该标准主要分为V-0、V-1、V-2三个等级,V-0级别要求最严格,V-2级别要求较为宽松。
根据UL94标准,PC粒子作为一种常见的阻燃材料,在阻燃性能方面有着广泛的应用前景。
下面将从深度和广度两个方面全面评估PC 粒子的阻燃性能。
三、深度评估PC粒子的阻燃性能1. 物理性能在深度评估PC粒子的阻燃性能时,首先需要考虑其物理性能。
PC材料具有优异的塑料性能,具有高强度、高刚性和优异的耐热性等特点,这为其在阻燃材料领域的应用提供了重要的基础。
通过对PC粒子的物理性能进行全面评估,可以为其在阻燃领域的应用提供重要的参考依据。
2. 阻燃性能PC粒子作为一种阻燃材料,在其阻燃性能方面具有多方面的优势。
UL94 2006阻燃标准要求PC粒子在垂直燃烧测试中达到V-0级别,这意味着PC粒子在火焰灼烧下具有较好的自熄性能。
PC粒子还具有较低的烟雾释放量和有毒气体的释放量,这对于提高阻燃材料在实际应用中的安全性也具有重要的意义。
3. 其他性能除了物理性能和阻燃性能外,PC粒子还具有其他优异的性能。
其透光性良好,具有良好的绝缘性能和化学稳定性等特点,这为其在电子电器、建筑等领域的应用提供了广阔的空间。
四、广度评估PC粒子的阻燃性能1. 应用领域PC粒子作为一种优异的塑料材料,在电子电器、汽车、建筑等领域都有着广泛的应用。
PC无卤阻燃解决方案

PC无卤阻燃解决方案一、背景介绍PC(聚碳酸酯)是一种常用的工程塑料,具有优良的物理和机械性能,被广泛应用于电子、汽车、建筑等领域。
然而,传统的PC材料中常含有卤素阻燃剂,这些卤素阻燃剂在燃烧过程中会释放出有毒有害的气体,对环境和人体健康造成潜在风险。
因此,开发一种无卤阻燃的PC解决方案成为迫切需求。
二、无卤阻燃的重要性1.环境友好:无卤阻燃剂不含有卤素元素,燃烧后不会释放出有毒有害的气体,对环境污染较小。
2.安全性高:无卤阻燃剂燃烧产物中的气体对人体无害,使用无卤阻燃材料制成的产品在火灾发生时能有效减少火灾蔓延速度,提高人员撤离时间,降低人员伤亡风险。
3.符合法规:一些国家和地区对卤素阻燃剂的使用进行了限制或禁止,无卤阻燃材料能够满足相关法规的要求,有利于产品的市场准入。
三、PC无卤阻燃解决方案的开发1.材料选择:选择无卤阻燃剂作为替代品,同时保证材料的其他性能不受影响。
常用的无卤阻燃剂有氮系、磷系和硅系等。
2.配方优化:通过调整材料配方,控制无卤阻燃剂的添加量和分散均匀度,以提高材料的阻燃性能和加工性能。
3.工艺改进:针对无卤阻燃材料在加工过程中可能出现的问题,如熔体流动性差、热稳定性差等,进行工艺改进,提高材料的加工性能和稳定性。
4.性能测试:对开发的PC无卤阻燃材料进行一系列的性能测试,包括阻燃性能、机械性能、热稳定性等,确保材料符合相关标准和要求。
5.应用验证:将开发的PC无卤阻燃材料应用于实际产品中,进行应用验证,包括产品的性能测试、安全性评估等。
四、PC无卤阻燃解决方案的优势1.环保安全:PC无卤阻燃材料不含有卤素元素,燃烧后不会释放出有毒有害的气体,符合环保和安全要求。
2.性能稳定:经过优化配方和工艺改进,PC无卤阻燃材料具有良好的阻燃性能、机械性能和热稳定性,能够满足各种应用的需求。
3.市场竞争力:PC无卤阻燃材料符合国内外相关法规的要求,能够满足市场准入的需求,提高产品的市场竞争力。
PC无卤阻燃解决方案

PC无卤阻燃解决方案引言概述:随着环境保护意识的增强和对健康的关注,无卤阻燃材料在电子行业中得到了广泛应用。
本文将介绍PC(聚碳酸酯)无卤阻燃解决方案,旨在为读者提供关于PC无卤阻燃材料的相关知识和技术。
一、PC材料的特点1.1 高温稳定性:PC材料具有较高的热变形温度,能够在高温环境下保持较好的物理性能,适合在电子设备中使用。
1.2 优异的机械性能:PC材料具有较高的强度和刚度,能够承受一定的外力和压力,保护电子设备的内部组件。
1.3 优良的电绝缘性能:PC材料具有良好的电绝缘性能,能够有效隔离电子设备中的电路,提高设备的安全性。
二、无卤阻燃材料的需求2.1 环保要求:传统的卤素阻燃材料中含有卤素元素,燃烧时会产生有害物质,对环境和人体健康造成危害。
无卤阻燃材料能够有效减少环境污染。
2.2 安全性要求:电子设备在使用过程中可能会发生火灾,阻燃材料能够减少火灾的发生和蔓延,提高设备的安全性。
2.3 法规要求:许多国家和地区已经出台了相关法规,要求电子设备使用无卤阻燃材料,以保护环境和人体健康。
三、PC无卤阻燃解决方案3.1 磷系无卤阻燃剂:磷系无卤阻燃剂是目前应用较广泛的无卤阻燃剂之一,能够有效提高PC材料的阻燃性能,同时不会对环境和人体健康造成危害。
3.2 纳米复合材料:纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,能够在PC材料中形成有效的隔热层,提高材料的阻燃性能。
3.3 表面改性技术:通过表面改性技术,可以将无卤阻燃剂固定在PC材料的表面,形成一层保护层,提高材料的阻燃性能。
四、PC无卤阻燃材料的应用4.1 电子设备外壳:PC无卤阻燃材料具有较好的机械性能和阻燃性能,适合用于电子设备的外壳,能够有效保护设备内部的电路和元器件。
4.2 电池隔离膜:PC无卤阻燃材料具有良好的电绝缘性能,适合用于电池隔离膜,能够有效隔离电池的正负极,提高电池的安全性。
4.3 电线电缆:PC无卤阻燃材料具有良好的耐热性和电绝缘性能,适合用于电线电缆的绝缘层,能够有效防止电线电缆的燃烧和火灾的发生。
PC无卤阻燃解决方案

PC无卤阻燃解决方案PC无卤阻燃解决方案是一种用于电子产品和电气设备的阻燃材料,它能够有效地提高产品的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
本文将详细介绍PC无卤阻燃解决方案的定义、特点、应用领域以及相关的标准和测试方法。
1. 定义PC无卤阻燃解决方案是指采用聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)作为基础材料,添加无卤素阻燃剂和其他辅助材料,通过特定的工艺和配方,制备出具有良好阻燃性能的材料。
2. 特点PC无卤阻燃解决方案具有以下几个特点:(1) 无卤素:相比传统的卤素阻燃剂,PC无卤阻燃解决方案不含有卤素元素,避免了卤素在燃烧过程中产生的有害气体和腐蚀性物质,对环境更加友好。
(2) 高阻燃性能:PC无卤阻燃解决方案能够满足UL94 V-0级别的阻燃要求,具有良好的自熄性能,能够有效阻止火焰的蔓延。
(3) 优异的物理性能:PC无卤阻燃材料具有优异的机械强度、耐热性、电绝缘性和耐候性,能够满足电子产品和电气设备的各种工艺和性能要求。
3. 应用领域PC无卤阻燃解决方案广泛应用于电子产品和电气设备领域,包括但不限于以下几个方面:(1) 电子产品外壳:PC无卤阻燃材料可以用于制造手机、平板电脑、电视机等电子产品的外壳,能够有效防止外壳在燃烧时释放有害气体和产生火灾。
(2) 电源适配器:PC无卤阻燃材料可以用于电源适配器的外壳和内部结构,提高产品的安全性和可靠性。
(3) 电路板基板:PC无卤阻燃材料可以用于制造电路板基板,提供良好的绝缘性能和阻燃性能,保护电路板不受外界环境的影响。
(4) 电线电缆:PC无卤阻燃材料可以用于制造电线电缆的绝缘层和护套,提高电线电缆的耐火性能和安全性能。
4. 相关标准和测试方法PC无卤阻燃解决方案的质量和性能可以通过以下标准和测试方法进行评估:(1) UL94标准:UL94是美国安全实验室(Underwriters Laboratories)制定的评估塑料材料阻燃性能的标准。
PC无卤阻燃解决方案

PC无卤阻燃解决方案一、背景介绍PC(聚碳酸酯)是一种常用的工程塑料,广泛应用于电子、电气、汽车、建筑等领域。
然而,传统的PC材料中常含有卤素阻燃剂,如溴、氯等,这些物质在燃烧时会释放出有害的气体和烟雾,对人体健康和环境造成潜在风险。
为了解决这一问题,PC无卤阻燃解决方案应运而生。
PC无卤阻燃材料是一种不含卤素的阻燃剂,能够在燃烧时有效地减少有害气体和烟雾的释放,提高材料的安全性和环保性。
二、PC无卤阻燃解决方案的优势1. 高阻燃性能:PC无卤阻燃材料能够有效地阻止火焰的蔓延,提高材料的阻燃等级,满足相关行业的安全要求。
2. 低烟低毒:相比传统的PC材料,PC无卤阻燃材料在燃烧时释放的烟雾和有害气体大大降低,减少了对人体健康和环境的危害。
3. 耐高温性能:PC无卤阻燃材料具有良好的耐高温性能,能够在高温环境下保持稳定的性能,延长材料的使用寿命。
4. 机械性能优良:PC无卤阻燃材料具有优异的机械性能,如高强度、高刚性、耐冲击等,适用于各种复杂的工程应用。
5. 耐候性好:PC无卤阻燃材料具有良好的耐候性,能够抵御紫外线、氧化、湿热等环境因素的侵蚀,保持材料的稳定性和长期使用性能。
三、PC无卤阻燃解决方案的应用领域1. 电子电气行业:PC无卤阻燃材料广泛应用于电子电气产品,如电视机、电脑、手机、电源适配器等,保障产品的安全性和可靠性。
2. 汽车行业:PC无卤阻燃材料用于汽车内饰件、电线电缆、电池盒等部件,提高汽车的安全性和可持续发展性。
3. 建筑行业:PC无卤阻燃材料用于建筑材料、装饰材料、隔热材料等,提高建筑物的防火性能和安全性。
4. 其他领域:PC无卤阻燃材料还可应用于航空航天、医疗器械、光电子等领域,满足各种特殊需求。
四、PC无卤阻燃解决方案的市场前景随着人们对环境保护和产品安全性的要求不断提高,PC无卤阻燃材料市场呈现出良好的发展前景。
预计在未来几年内,PC无卤阻燃材料市场规模将持续扩大,市场需求将逐步增加。
聚碳酸酯无卤阻燃剂研究进展

综述专论邹业成*申长念摘要:综述了当前国内外聚碳酸酯(PC)及其合金的无卤阻燃体系)的研究开发进展,包括有机硅、芳香族磺酸盐、无卤磷酸酯、膨胀型阻燃剂等几大体系,介绍了其相应的阻燃机理。
关键词:聚碳酸酯无卤阻燃剂中图分类号:TQ314.248文献标识码:A文章编号:T1672-8114(2013)03-015-04(中北大学化工与环境学院,山西太原030051)聚碳酸酯(PC)是一种非晶型的热塑性工程塑料,具有综合均衡的机械、电气及耐热性能:(1)以优异的抗冲击强度和耐蠕变性著称;(2)具有优良的透明性,可见光透过率在90%以上;(3)具有优良的电绝缘性、较高的耐热性和尺寸稳定性;(4)PC 本身具有一定的阻燃性,根据接枝情况的不同,PC 的极限氧指数为21%~24%,UL-94达到V-2级,优于普通塑料,并且能够自熄,属于自熄型工程塑料。
由于PC 具有上述优异的综合性能,因此,PC 本身及其与其他高聚物的共混体(或合金)广泛用于电子、电气、机械、汽车、航天航空、建筑、办公及家庭用品等诸多领域。
虽然PC 具有一定的阻燃性,但是仍难以满足某些应用领域,如电视机、汽车部件、建筑材料等对PC 阻燃性能的要求,因此对PC 阻燃改性势在必行。
目前用于聚碳酸酯中的阻燃体系主要有卤系阻燃剂卤系、磷酸酯系、磺酸盐系、磷-氮系、硼系、有机硅及含溴聚碳酸酯齐聚物等。
由于卤系阻燃剂需要与聚碳酸酯无卤阻燃剂研究进展锑类化合物复配使用而使PC 变得完全不透明,而且卤系阻燃剂在燃烧时产生大量有毒气体,甚至有些卤系阻燃剂燃烧时还会产生致癌物质Dioxin (二噁英)而逐渐被无卤环保型阻燃剂所取代。
PC 的无卤阻燃剂有以下几大类:磷系阻燃剂、芳香磺酸盐系阻燃剂、有机硅系阻燃剂、硼系阻燃剂、无机类阻燃剂、纳米阻燃剂等。
下面介绍其中的几类PC 用无卤阻燃剂的特点,阻燃机理及各自的优缺点。
1阻燃剂的阻燃机理[1]一般阻燃剂的阻燃机理可分为:(1)气相阻燃:阻燃剂受热会分解释放出自由基,抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基;(2)凝聚相阻燃:在固相中中止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃性气体;(3)中断热交换:将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上,使聚合物不再持续分解。
PC阻燃

PC用无卤阻燃剂研究进展综述姓名:王文超摘要:聚碳酸酯(PC)具有突出的冲击性能、透明性、尺寸稳定性,优良的力学性能和电性能,较高的玻璃化转变温度(140-150℃)、热变形温度(132-138℃),以及较宽的使用温度范围(-60-120℃),广泛应用于电子电气、建筑、包装、医疗器械、光学仪器、交通运输等领域,并迅速向航空、航天、计算机等领域发展。
据业内人士估计,全球市场对PC的需求量以年均8%-10%的速度增长,DVD用光学级PC将成为PC的主要增长领域。
2002-2008年我国市场对PC的需求年均增长率为10.4%。
PC的阻燃性(氧指数为21%-24%,阻燃性能达到UL94V-2级)虽然优于普通的热塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等),但仍难以满足某些应用领域对阻燃性能的要求,因此须对PC进行阻燃改性。
1. 磷系阻燃剂1.1 磷系阻燃剂是一类除对聚苯乙烯和聚烯烃等以外的聚合物都非常有效的阻燃剂,具有低毒、持久、价廉、热稳定性好等特点,目前已经得到广泛应用,美国磷系阻燃剂的消费量已经超过溴系阻燃剂。
近10年磷系阻燃剂也已成为国内阻燃剂研究与开发的热点,目前已开发出30多个品种。
磷系阻燃剂与卤系阻燃剂并用,其协同阻燃效果更佳。
磷系阻燃剂分为磷酸酯类、氧化磷类、盐类、杂环类等系列。
但磷系阻燃剂易腐蚀模具,降低聚合物的加工性能,并且有毒性物质易从塑料中渗出,造成二次污染。
1.2 Wang C.S.等以双苯基碳酸酯(DBP)、双酚A(BAP)和含磷杂菲结构磷酸酯类(ODOPB)阻燃剂为原料,通过酯交换反应合成了含磷共聚PC。
研究表明,当磷的质量分数仅为0.75%时,材料的氧指数达31%,且随磷含量的增加而增大。
其阻燃机理为:当材料燃烧时ODOPB 吸热脱水,放出水蒸气并形成玻璃层覆盖在材料表面,阻止氧气和热量向材料内部传递,提高了聚合物的热分解温度。
1.3 B.M.Alexander等合成了含炔、磷的阻燃剂,研究了其对PC阻燃性能的影响。
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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。
聚碳酸酯无色透明,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。
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。
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
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
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:
(1)高温下,低黏度的硅氧烷迁移到PC表面并发生堆积,形成交联的Si-C炭化层,有效保护基材,同时防止可燃物气体和氧气接触,抑制燃烧蔓延。
(2)硅氧烷能够加速PC的成炭形成过程,硅氧烷的支链存在起到防止拉链式解聚,可应用于PC防滴落产品。
聚硅氧烷的阻燃性能与其分子结构有关,特别分子侧链上的有机基团、分子量、引入的其他杂元素等。
研究发现,侧链中引入乙烯基的聚硅氧烷在添加量为5%时,能将PC的氧指数从26%提高到33%。
聚硅氧烷阻燃体系与磷系阻燃剂或填料复配,往往能提高阻燃效率。
磷酸钛和表面包覆的硅齐聚物能协同阻燃,生成更加致密的炭层。
5. 磺酸盐类阻燃剂
磺酸盐阻燃剂属于碱土金属盐,对PC的阻燃效率高,常用的品种主要有苯磺酰基苯磺酸钾( KSS)、全氟丁基磺酸钾( PPFBS) 、2,4,5-三氯苯磺酸钠(STB) 等。
虽然0.1份磺酸盐类阻燃剂就能将透明PC的氧指数提高到35%,且对透明度影响小,但是由于薄壁制品在燃烧时存在滴落,达不到UL94的V-0级,需要与PTFE等防低落剂配合使用。
磺酸盐阻燃剂虽然阻燃效率高,但是耐水性差,需要通过与其他阻燃剂复配来提升综合性能。
6. 硼系阻燃剂
硼系阻燃剂具有耐热性好、毒性低、抑烟的特点。
通用的无机硼阻燃剂有硼砂、硼酸、硼酸锌、偏硼酸钙、偏硼酸铵、五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸铵和氟硼酸锌等;有机硼阻燃剂主要有硼酸三(2,3-二溴)丙酯、聚硼硅氧烷等。
硼系阻燃剂通过以下四个方面实现阻燃效果:
(1)阻燃剂在燃烧时熔化,吸收部分热量;
(2)阻燃剂覆盖于聚合物表面,隔绝可燃与氧气接触;(3)阻燃剂在高温下释放出结合水,水分蒸发而使材料降温;
(4)可燃物的热分解途径发生改变,可燃性气体的产生减少。
若与含氮、卤素阻燃剂互配使用,生成的难燃性气体NH3、HX可稀释氧气的浓度。
硼系阻燃剂具有热稳定性高、毒性低、抑烟的特点。
无机硼阻燃剂添加量较大,对PC的力学性能有明显劣化,而有机硼阻燃剂价格较高,合成路线较复杂。
单独使用这两类阻燃剂时,其阻燃效果均不理想,需与其他阻燃剂进行互配使用。
7. 填料
除了上述的专用阻燃剂外,部分有机和无机填料对PC同样有阻燃效果。
以双酚A-双二苯基磷酸酯为阻燃剂的PC/GF体系中,与普通玻纤相比,异形比为3的扁平玻纤不仅能增加PC的冲击强度和尺寸稳定性,还能缩短PC的燃烧时间。
氧化石墨烯和层状双氢氧化物应用于PC中,产生协同效应,不仅能将燃烧时的总热释放量降低16%,还能提高PC 的抗光老化性能,缓解变黄现象。
微晶纤维素(MCC)与TPP以1∶3复配,当总添加量为10%时,PC的氧指数为28%,阻燃级别为UL94的V-0 级,优于二者分别添加10%。