工程塑料膨胀阻燃存在的问题和解决方法.pdf

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1、李荣勋，等：工程塑料膨胀阻燃存在的问题和解决方法87工程塑料膨胀阻燃存在的问题和解决方法李荣勋杨有财吴其晔(1．北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083；2．青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部21程研究中心，青岛266042)摘要针对我国环保法令对膨胀阻燃工程塑料的要求，以及我国的商品化膨胀阻燃剂(IFR)阻燃工程塑料一直未能真正开发和应用的问题，总结了制约IFR阻燃工程塑料发展的原因，如IFR存在热稳定性不能适应工程塑料较高的加工温度，阻燃li5A"／L4J5i~．计复杂，吸湿性大、耐迁出性

2、差，和工程塑料的相容性差等问题。提出了微胶囊包覆、偶联剂表面处理、无机金属化舍物和分子筛协同、IFR的“三位一体”化、计算机辅助模拟优化IFR阻燃配方等解决方法。关键词膨胀阻燃剂工程塑料环保法令存在问题解决方法我国已于2006年2月28日颁布了《中国电子信息产品1IFR存在的问题污染控制管理办法》(不适用于出口产品)，对境内生产、销1．1IFR的热稳定性难以适应工程塑料的加工温度售和进口的电子信息产品禁止和限制使用RolS指令提出APP和PER复合IFR的初始热分解温度在160～的6种有毒有害物质和元素，该

3、条例已于2007年3月1日180~(2，因此该体系多用于阻燃聚烯烃的研究，而不能满足阻实行(但限制和禁用时间则尚未确定)，以实现有毒有害物燃工程塑料的加工要求；同时，APP中铵根离子存在分解不质在我国电子信息产品中的替代和减量化，加速电子信息产稳定问题，在加工过程中脱出的NH使加工出的样品局部变业的结构调整和产品的升级换代，提升产品国际竞争力，使红，严重时甚至在挤出造粒过程中出现加工不稳定的现象。我国的电子信息产业成为节约资源、保护环境、可持续发展1．2IFR组分用量的优化匹配问题的绿色产业⋯。我国阻燃塑料

4、(特别是阻燃工程塑料)的大包括工程塑料基材在内的IFR组分用量的优化匹配关用户之一是电子电气行业，所以，阻燃工程塑料必须符合《中系到在燃烧条件下能否获得具有隔热、隔氧阻燃作用的膨胀国电子信息产品污染控制管理办法》的规定。炭层。工程塑料基材不同、牌号不同可能出现组分用量的优随着人们对工程塑料制品阻燃要求的不断提高，各种阻化匹配问题。聚烯烃树脂本身不能成炭，会因IFR的加入燃燃剂层出不穷，其中膨胀阻燃剂(IFR)因具有环境友好的特烧成炭；大多数工程塑料本身具有成炭性，阻燃剂组分用量点而备受关注。IFR一般是以P

5、、N、c为主要核心成分的就需要进行优化匹配；而ABS树脂这类共聚物的膨胀阻燃复合阻燃剂，可用于多种易燃工程塑料。添加IFR的工程塑就更加复杂，无卤阻燃的UL一94V一0级ABS的研发仍然料燃烧时会在表面上形成一层均匀的炭质泡沫层，此炭层在是一个技术挑战。凝聚相中能起到隔热、隔氧、抑烟和防融滴的作用，且无卤、1．3IFR存在吸湿性大的问题低烟、低毒、无腐蚀性气体。因此，膨胀阻燃技术能够应对以IFR存在吸湿性问题，从而导致其耐迁出性差，不能适上环保法令的要求，已成为非常活跃的阻燃研究领域之应户外和潮湿气候J。I

6、FR的吸湿性问题一直困扰着人们。[3J一o就APP／PER／MEL体系来说，首先，APP是一种白色结晶化近年来，美、意等国的一些IFR和IFR阻燃制品己商品合物，短链APP具有水溶性，而且部分分解的APP产生的偏化，大多数IFR是由聚磷酸铵(APP，酸源)、季戊四醇(PER，磷酸最终会转化为P2O，产生吸潮性。其次，PER会因富炭源)、三聚氰胺(MEL，气源)三组分复配构成，主要用于聚含一OH而产生吸潮、迁移现象，使制品表面“起霜”，产生白乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、(乙I烯／乙酸乙烯酯)共聚物(E／斑或

7、失去光泽，迁出严重时会造成阻燃剂失效。VAC)及弹性体等通用塑料的无卤阻燃，当阻燃剂质量分数1．4IFR组分和树脂间相容性问题为25％～30％时，材料的氧指数可达30％。UL～94阻燃级IFR组分和树脂间相容性差，难分散。IFR要使树脂达别可达V一0级，生烟量与未阻燃材料几乎相同，密度仅比到阻燃uL一94V一0级需要的添加量大，并且和树脂之间相未阻燃材料提高了10％一15％_4。容性差，分散困难，会造成阻燃效率下降，对ABS和其它工但是现在我国的IFR阻燃工程塑料远远不能满足需求，程塑料的物理力学性能恶化严

8、重，尤其是冲击强度。虽然环保法令已经颁布和实施，我国商品化的IFR阻燃工程2对IFR进行处理和协同改性解决存在的问题塑料却一直未能真正开发和应用，究其原因是IFR自身也有随着阻燃技术的不断发展，对IFR阻燃工程塑料的综合许多需要解决的问题，笔者结合多年来对IFR阻燃(丙烯性能的要求也越来越高，既要达到规定的阻燃级别，又要具腈／丁二烯／苯乙烯)共聚物(ABS)树脂的研究，对制约IFR阻燃工程塑料发展的主要因素进行总