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发表于 2010-9-15 16:02:15
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来自： 中国湖北十堰
橡胶阻燃剂小结(一)
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阻燃剂是一类能够阻止塑料等高分了材料被引燃或抑制火焰传播的助剂。20世纪50年代初期，Hooker化学公司用反应性单体氯菌酸研制出阻燃不饱和聚酯，这一研究工作开辟了阻燃领域的新途径，随后新的含溴和(或)磷的反应型阻燃单体不断出现。60年代相继研制出了多种适用于热塑性塑料的填料型添加阻燃剂，其中大部分为溴系。70年代初期至80年代中期，这类阻燃剂的生产和应用得到蓬勃发展。自1986年以来，阻燃领域内开展了多溴二苯醚类阻燃剂的毒性与环境问题的争议，促进了十溴二苯醚类新型替代品(包括膨胀型阻燃剂及无卤阻燃剂)的研究与开发。但是随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，阻燃剂的无卤化、抑烟及减毒己经成为当前和今后阻燃剂研究领域的前沿性课题，要求开发出性能更优异、效果更好，更环保的新型阻燃剂，目前国内外在该领域己经开展了大量的研究工作。21世纪的新型阻燃剂必将会是无卤、高效、低烟、低毒、多功能的复合型阻燃剂。1 r5 f* T: u2 q3 p9 z( K7 \
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1． 燃烧条件：
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燃烧必须具备三个先决条件* q. v5 P, h, ~
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a.一定的温度。任何物质必须待周围的环境温度达到该物质的燃烧点后才能起燃。由于不同物质的起燃温度高低不一，故有易燃和难燃之分，点燃橡胶需要较高的温度和较长的接触时间，属于可燃物中相当较难起燃的。
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b. 燃烧条件。氧气作为助燃剂，是不可或缺的条件，要使燃烧得以继续，氧的供应不能中断。, I0 p1 p" z( T# f
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c. 对象物可燃。具备了上述两项之外，对象物的可燃性也是必不可少的。橡胶属于可燃物。' V7 v+ l* y9 F! ^2 g& j" J
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2．阻燃剂
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2.1.无机阻燃剂 此类普遍具有降温和阻隔作用，且本身不可燃。它们的用量大，因此可有效稀释胶料中的可燃物浓度。其下又可细分为水合氢氧化物、金属氧化物、磷系化合物、含锑化合物、无机盐等。具有3方面的特点：
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a.大部分品种价格相对低廉，适合于大剂量添加；5 g4 v4 Y& ]9 }0 i
' R4 B/ W$ |/ o+ t* X3 p, kb.外形以粉状为主；
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7 I5 @, K) s3 Y1 Gc.正因为用量多，对硫化胶的物性难免会有减损，这是它们的不足之处，需要在配方中增加平衡、补偿措施，以求弥补。0 y4 D! X, }! K- a% N! I5 z
O: c* W2 V. O1 Q8 r2.1.1水合氢氧化物 这类阻燃剂中均含有氢氧根，当燃烧时会释放出水分，从而起到吸热、降温和消烟等作用。阻燃橡胶中常用的品种有氢氧化铝、氢氧化镁。它们的含水率高，分别为36．4％和30．9％。两者相比较，各有优点。氢氧化铝价廉、含水率高，而氢氧化镁则比重小，更耐热。氢氧化铝目前的应用面较广，因为它适合于大量填充，使用后的阻燃效果随用量而递增。在丁苯橡胶中，当单用填充量达到240份时，阻燃等级可从l8．5(相当于不阻燃)提升到36(接近于高阻燃)。但是大量添加氢氧化物也会带来负面影响。首先会导致胶料性能明显下降，另外也会增加炼胶难度。氢氧化镁作为阻燃剂在以下两个领域被大量应用。一是被用于电线、电缆。因为它们往往是起火源，而且护套层使用有机类阻燃剂的电线、电缆会产生有毒气体，以及散发体外，还有以下特点：5 }) I7 ?5 z2 b; E f+ t8 n: W
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a．燃烧中生成水蒸气，起到降温作用．
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" y3 i9 ~( G- j4 n& Kb．能承受较高的加工温度，特别适合于热塑性树脂经常遇到的高温加工条件；& ]4 V6 u% P2 l& N0 d
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c．阻燃效果好，较低的配合量就能达到较好的效果，从而减少对胶料性能的影响；% G4 c3 _; X" e5 {/ W5 M) O/ m
) ~5 y, I2 z: Fd．克服了普通氢氧化镁耐酸性差的缺点，提高电气绝缘性能。
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, z0 A5 U3 p0 r- B |2 B2.1.2金属氧化物 这类化合物有一定的阻燃作用，它们的价格比其它无机类阻燃剂较贵。主要品种有氧化镁和三氧化二锑。前者的储存稳定性差(易吸收空气中的水分和二氧化碳)，不适宜大量应用。而三氧化二锑是无机类阻燃剂中最具实用价值的常用品种。但它在使用上有局限性，首先，它的单用效果不大，必需与含卤阻燃剂并用才会体现协同效应。/ j3 z0 Y/ z# X5 k
6 W6 L# U5 M$ t; A2.1.3无机盐 无机盐由于本身不可燃，大量添加可稀释可燃成分从而延迟了起燃。常用的品类包括硅酸盐、硼酸盐和碳酸盐。2 Y3 F( Z# e% j, q ]* }+ g$ c
0 @ E, l* J# H, G! ra．硅酸盐。因为结构中所含结晶水能在燃烧时析出，有助于降温、抑燃，典型例子是陶土、滑石粉。因为价廉，又可起填充作用，因此往往用量大，但需考虑物性。
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5 L/ j/ ^2 [% ]( L+ }/ Bb．碳酸盐。此类无机盐燃烧时放出CO2，能起隔氧、抑燃作用。当然，如果填充量小，也显示不出明显效果。) j2 k1 G2 u; S, ~7 e
' ^( ~2 O. t% p, [c．硼酸盐。典型例子是硼酸锌，是常用的阻燃剂。因为结构中含有结晶水，能抑制热分解，而且能与氯化石蜡、三氧化二锑组成理想的三元阻燃体系，效果突出，在阻燃橡胶制品中广为应用。0 t8 T+ k) {9 P" N9 u
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2.1.4含磷无机化合物 这类阻燃剂的功能是抑制聚合物的受热分解。当它们受热氧化时，会生成不燃气体、促进阻燃。卤化磷(如PCL)是典型代表物。红磷作为聚烯烃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、尼龙以及橡胶、织物等阻燃剂 ,热稳定性好 ,安全无毒 ,添加量少 ,用它处理的聚合物比普通阻燃剂具有较好的物理性能。但它易吸湿受潮、易氧化 ,与树脂相容性差 ,长期与空气接触会放出剧毒的磷化氢气体 ,污染环境 ,干燥的红磷粉尘有爆炸的危险。 |
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发表于 2010-9-15 15:44:40
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