硅系阻燃剂课件.ppt

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1、阻燃科学与技术主讲教师：邓鑫讲师硅系阻燃剂硅系阻燃剂简介SFR-100树脂性能和阻燃机理SFR-100树脂的应用对SFR-100树脂的综合评价硅系阻燃剂简介阻燃剂在大多数情况下都会恶化树脂基材的物理-机械性能，尤其是抗冲击强度。在众多的非卤体系中，硅化合物正异军突起，在阻燃家族中倍受青睐。现已证明，至少在聚烯烃中采有硅阻燃剂，不仅可大大改善材料的阻燃性能及抑烟性能，而且可提高树脂基材所需的性能。如AmericanGE公司生产的硅阻燃剂SFR-100树脂的性能及在聚烯烃中的应用效果。SFR-100树脂性能和阻燃机理SFR-100树脂是一种透明、粘稠的硅酮聚合物，通常与一种或多种协同剂并用

2、。ⅡA族有机金属盐（如硬脂酸镁），聚磷酸铵（APP）与季戊四醇的混合物，氢氧化铝等。它们既能与基材聚合，又能与SFR-100树脂发生协同效应；它们不仅能提高这两种聚合物的互渗性，而且能促进炭层的生成，进而阻止烟和火焰的发展。SFR-100可通过类似于互穿聚合物网络（IPN）部分交联机理而结合入基材聚合物结构中，这种机理可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面。以SFR-100为基的添加系统还能够改善聚烯烃表面的光滑性，但不改变其它表面性能。例如，它对基材的粘附性能没有影响。以SFR-100树脂为阻燃剂时，只需低用量即可满足一般阻燃要求，并能保持基材原有的性能；而

3、若提高用量，则可赋予基材特别优异的阻燃性和抑烟性，使这类阻燃材料能用于防火安全要求非常严格而以前的阻燃体系又不能适用的场所。对于加有填料和未加填料的聚烯烃，由于燃烧时SFR-100能与它们形成炭层，所以既能提高其氧指数，又能降低UL94标次所规定的火焰传播速度。而所能达到的实际阻燃效果，则取决于聚烯烃与阻燃剂的结合情况。SFR-100树脂的应用SFR-100+硬脂酸镁SFR-100+氢氧化铝（ATH）SFR-100+APP+季戊四醇SFR-100+硬脂酸镁SFR-100与硬脂酸镁相结合，可提高PP、LDPE及HDPE的抑烟性及阻燃性。硬脂酸镁是一种有机金属皂，通常用作聚烯烃的润滑剂，但不

4、与PP或PE互溶。不过，在SFR-100存在下，硬酯酸镁能均匀分散于聚烯烃基材中，并与之形成均相结构，为了防止熔滴，还可在配方中加入滑石粉。SFR-100与硬脂酸镁相结合，也能改善聚合物的加工性能。例如，能使吹塑在较低温度、较低粘度及较低剪切速度下进行，但又保持较高的R-star值（该值越高，说明材料的吹塑性越好）。此外，这种混合阻燃剂也能降低模塑所需的压力、温度和剪切速度，因而有助于降低能耗，减轻模的内应力。由于SFR-100能改善聚合物的加工性和降低生产成本，所以它对PP薄膜纤维制造商及电气、电子包装材料商也将具有吸引力。SFR-100+氢氧化铝（ATH）在乙烯共聚物中，例如乙烯-醋

5、酸乙烯酯共聚物（EVA）中，SFR-100作为阻燃剂可以与ATH并用。对于那些阻燃要求特别严格的场所，可采用SFR-100阻燃ATH含量很高（超过60%）的EVA，此时材料仍可熔融加工。ATH是一个非卤无机填料，通常作用价廉的阻燃剂，且广泛用于热塑性弹性体。当ATH含量很高时，EVA是一个比PE较优的基材，因为前者中所含的VA能较好地与ATH粘结。以SFR-100及ATH改性的聚合物，可用于制造对阻燃要求十分苛刻的构件，也适用于注塑加工。此外，SFR-100+ATH也可用于阻燃电线及电缆包覆层。SFR-100+APP+季戊四醇SFR-100与APP及季戊四醇并用时，能改善PP的阻燃性，使

6、之能达到UL94V-0阻燃级，而且即使阻燃剂用量较低时，材料氧指数也较高。APP通常作用具有自熄性材料的阻燃剂或膨胀型阻燃涂料的添加剂。尽管APP的阻燃性甚佳，但由于它的热稳定性较低，故塑料在熔融状态甚至在较低温度下加工时，它即能在塑料中产生泡沫。所以它在阻燃材料中应用受到限制。在APP中加入SFR-100时，它的热稳定性可提高17-31℃，从而可将其用于聚烯烃。季戊四醇是一个常用于塑料和涂料的增强剂，当它与APP并用时，遇火形成膨胀炭层。用SFR-100改性的PP可用于制造烟检测器、绝缘和包覆材料及某些小型构件。对SFR-100树脂的综合评价除了能提高材料的阻燃性及抑烟性外，SFR-1

7、00与其它特殊添加剂并用，还可改善聚烯烃的机械性能和流变性能SFR-100能提高含有填料和不含填料的聚烯烃在高温，特别是在低温下的抗冲击强度。由于硅树脂的惰性和稳定性，以及极低的玻璃化温度（根据组成为-54℃~-87℃），所以它即使长期处于高温或低温下均能保持其弹性。除非非常接近玻璃化温度，硅树脂的物理机械性能不会有什么变化。而一般的有机材料，在远高于玻璃化温度时，其性能即发生明显改变，因而限制了它们在低温下的应用范围。实验表明，S