Методы изготовления огнезащитных составов ABS и выбор огнезащитных составов

Методы изготовления огнезащитных составов ABS и выбор антипиренов

АБС-смола представляет собой термопластичный полимер между пластиками общего назначения и конструкционными пластиками, который представляет собой сополимеризацию трех мономеров: акрилонитрила (А), бутадиена (В) и стирола (S).

АБС-смола обладает ударопрочностью, термостойкостью, устойчивостью к низким температурам, химической стойкостью, легкостью обработки и формования, блеском поверхности и другими свойствами, в настоящее время широко используется в автомобилестроении, электронике, электроприборах, текстиле, бытовой технике, строительных материалах и других областях, поэтому Требования к огнестойкости АБС также становятся все более высокими.

Далее давайте подведем итоги важности модификации антипирена АБС, основных методов и применяемых типов антипиренов.

Важность модификации огнестойкого АБС-пластика

С широким применением полимеров в современной жизни и различных отраслях у людей предъявляются все более высокие требования к огнестойкости и другим свойствам материалов. Потребности Китая в огнестойких полимерных материалах также становятся все более актуальными.

Как и большинство полимерных материалов, АБС является легковоспламеняющимся материалом (его кислородный индекс составляет всего 22%), быстро горит при возгорании и выделяет много дыма, поэтому огнестойкость АБС является важной темой научных исследований.

Использование только АБС, когда огнезащитный состав плохой, в практических целях добавление антипиренов для улучшения его огнезащитного эффекта, а также добавление антипиренов приведет к снижению физических и механических свойств АБС, особенно значительно снизились ударные характеристики продукта. , и обычно цена антипирена в 2-3 раза превышает цену АБС, поэтому стоимость продукта увеличивается.

Антипиреном, используемым большинством отечественных производителей, является декабромдифениловый эфир (ДЭБДЭ), который имеет высокое содержание брома, отличную термическую стабильность, небольшое количество добавок и хороший огнезащитный эффект.

Однако с применением современных высоких технологий традиционный антипирен далек от удовлетворения рыночных требований к своим характеристикам, будущее нового антипирена будет безгалогенным, высокоэффективным, с низким дымом, низкой токсичностью, многокомпонентным. -функциональный композитный антипирен.

Основные методы модификации огнезащитного материала АБС

1. Измените компоненты сополимера АБС, например, добавив трансбутиленсукцинат или трибромстирол в качестве четвертого мономера и сополимеризацию стирола, бутадиена и акрилонитрила, чтобы получить четырехкомпонентный огнезащитный сополимер. Этот метод обладает хорошей огнезащитной стойкостью, но его необходимо добавлять в процесс полимеризации АБС, а его процесс сложен и дорог, поэтому он используется реже.

2. Смешивание смол с высокой огнестойкостью (таких как ПВХ, CPE и т. д.). Чтобы этот метод был эффективным, необходимо добавить большое количество огнестойкой смолы, что сильно повлияет на свойства АБС-пластика.

3. Добавление неорганических антипиренов (таких как Al(OH)3, Mg(OH)2, MoO3 и т.д.). Антипирены, используемые в этом методе, необходимо добавлять в больших количествах (обычно более 60 частей), чтобы оказать значительный огнезащитный эффект, что приведет к значительному снижению механических свойств и технологических свойств полимера, т.е. потеря ценности.

4. Добавьте органические антипирены (например, галогенные соединения, фосфорные антипирены и т. д.). Метод огнезащитной добавки, хотя и меньше, огнезащитный эффект хороший, но при горении плохая устойчивость к погодным условиям, дорогой, черный дым.

В настоящее время большинство из трех последних аддитивных огнезащитных методов позволяют повысить эффективность огнестойкой системы ABS с низким дымовыделением.

Классификация антипиренов АБС

1. Галогенные антипирены

Бромированные антипирены

Галогенированные антипирены в основном относятся к бромированным антипиренам. Бромированные антипирены делятся на следующие категории.

Я. ПБДЭ: К ПБДЭ относятся октабромдифениловый эфир (октаБДЭ) и декабромдифениловый эфир (декаБДЭ) и др. Этот вид антипирена обладает высокой эффективностью и низкой дозировкой, а продукция имеет хорошие механические свойства и умеренную цену. Однако эти антипирены не соответствуют запрету RoHS, не являются экологически чистыми продуктами и теперь запрещены.

II. Декабромдифенилэтан (ДБДПЭ): Из-за наличия несвободного брома он не относится к категории полибромдифениловых эфиров и не образует при сжигании полибромдифенилов и полибромдифениловых эфиров, а также других веществ, запрещенных запретом RoHS.

Его стоимость сопоставима с декабромдифениловым эфиром, а оценка безопасности показывает, что ДБДПЭ является малотоксичным, не вызывающим раздражения антипиреном, отрицательным для многих генетических генов in vivo и низкой токсичностью при повторных дозах, поэтому его можно использовать вместо ПБДЭ в качестве огнезащитный состав для АБС.

Кроме того, антипирен на основе сурьмы является важным синергистом антипирена, может использоваться отдельно или в сочетании с галогенированными антипиренами, что может значительно повысить эффективность галогенированных антипиренов, галогенированный антипирен является незаменимым синергистом. Основные сорта: Sb.₂O₃, Сб₂O₅ и антимонат натрия (NaSbO₃-1/4 часа₂О) и так далее.

III. Бромированная эпоксидная смола: Бромированная эпоксидная смола относится к эпоксидной смоле, синтезированной из тетрабромбисфенола А. Она обладает превосходной текучестью расплава, высокой огнезащитной эффективностью, превосходной термостабильностью и светостойкостью, а также хорошими физико-механическими свойствами, что является идеальным антипиреном для АБС-пластика.

Хлорированный полиэтилен (CPE) огнезащитный

CPE имеет вид белого порошка, нетоксичен, растворим в ароматических и галогенированных углеводородах, нерастворим в алифатических углеводородах, разлагается при температуре выше 170 ℃, выделяя газообразный хлористый водород.

Поскольку молекулярная структура CPE не содержит ненасыщенных двойных связей и доступа к группам хлора, а атомы хлора распределены вдоль полиэтиленовой цепи случайным образом, поэтому он имеет стабильную химическую структуру, отличную стойкость к тепловому старению, морозостойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, химическую стойкость, озон. сопротивление и электрическая изоляция.

Как эластомерный полимер, CPE обладает хорошей совместимостью со многими видами полимеров и может использоваться в качестве модификатора для АБС, ПВХ, ПП, ПЭ, ПС и т. д. В то же время CPE содержит галогены.

Между тем, поскольку CPE содержит галогены, он является огнестойким и может использоваться в качестве второго антипирена, а цена CPE ниже, чем у ABS, поэтому CPE является идеальным выбором для модификации огнестойкого ABS.

Синергетический огнезащитный эффект CPE и Sb₂O₃: добавление CPE в материал ABS и композитного антипирена DBDPE/Sb₂O₃, кислородный индекс композиционного материала увеличится, а скорость тепловыделения, эффективная теплота сгорания и скорость потери массы снизятся, что указывает на то, что CPE обладает огнезащитным действием и может быть использован в качестве второго огнестойкий.

После добавления CPE ударная вязкость композитов значительно улучшилась, что указывает на синергетический эффект между CPE и Sb.₂O₃. Кроме того, после добавления CPE/Sb₂O₃, скорость дымообразования композиционного материала может быть значительно снижена, что указывает на то, что CPE/Sb₂O₃ также имеет очень хороший эффект подавления дыма для ABS.

2. Безгалогенные антипирены

Гидроксид алюминия и гидроксид магния: Гидроксид алюминия и гидроксид магния — два распространенных неорганических антипирена типа наполнителя, которые характеризуются отсутствием галогенов, нетоксичностью, подавлением дыма и дешевизной.

Механизм огнезащиты в основном тот же, это механизм огнезащиты когезионной фазы (т.е. высокотемпературный гидроксид алюминия на поверхности АБС-пластика, образующий когезионную фазу, изолированную от воздуха, для предотвращения теплопередачи, уменьшения количества горючего газа). выпуск: гидроксид магния / сгорание композитного материала ABS, на поверхности образуется плотный слой древесного угля.

Формирование слоя древесного угля может блокировать тепло сгорания несгоревшей части обратной связи и продуктов разложения в зоне пламени диффузии горения, играть роль теплоизоляции, изоляции, может эффективно снизить скорость выделения тепла из материала, чтобы замедлить горение материала) и механизм охлаждения (т. е. антипирен подвергается теплопоглощающей дегидратации, фазовому переходу, разложению или другим реакциям, поглощающим тепло, снижает температуру поверхности полимера и области горения, чтобы предотвратить термическое разложение и, таким образом, уменьшить количество улетучивания горючего газа и, в конечном итоге, уничтожить дымовой газ.

Однако добавленная дозировка велика, а механические свойства смолы сильно изменяются, поэтому эти два антипирена обычно не используются в качестве основного антипирена.

Покрытие красного фосфора: Красный фосфор с покрытием содержит только огнезащитный элемент фосфор, и его огнезащитная эффективность выше, чем у других фосфорсодержащих антипиренов. Его огнезащитный механизм основан на когезионной фазе огнезащитного материала, то есть при высокой температуре покрытый красный фосфор образует когезионную фазу на поверхности АБС, которая изолирует воздух, предотвращает передачу тепла и уменьшает количество горючего газа. выпуск, чтобы достичь огнезащитной цели.

Однако эффект огнестойкости АБС с использованием только красного фосфора с покрытием не очевиден, и лучшую огнестойкость можно получить, используя его с другими синергистами. Установлено, что, когда количество покрытого красного фосфора составляет 9%, количество гидроксида алюминия составляет 20%, механические и огнезащитные свойства могут быть получены более желательными синергетическими огнезащитными свойствами АБС-пластика.

Композиционный фосфорно-азотный антипирен: Азотсодержащие антипирены в основном используются в процессе разложения для образования азота и других негорючих газов, разбавления и разбавления горючих газов или покрытия поверхности материала и антипирена. Распространенными из них являются меламин, цианурат меламина (MCA), пирофосфат меламина и так далее.

Фосфор, азот в качестве основного компонента огнезащитного состава расширяющегося типа становится безгалогенным антипиреном ABS, когда соединения фосфора для присоединения к азоту могут образовываться после фосфорно-азотного антипирена из-за выделения тепла N из соединений азота.₂, Колорадо₂, Нью-Хэмпшир₃, Ч₂O и другие газы, эти негорючие газы блокируют подачу кислорода, чтобы достичь цели повышения огнезащитности и синергетического эффекта.

Тенденции развития антипиренов ABS

В ходе исследований, разработок и разработок антипиренов в последние годы можно увидеть тенденцию развития.

1. Защита окружающей среды и низкая токсичность. Галогенные антипирены по-прежнему будут основными разновидностями антипиренов, но из-за горения этого типа антипиренов будут образовываться токсичные и коррозионно-активные вещества, в связи с чем спрос на безгалогенные антипирены и экологически чистые антипирены будет расти.

2. Ээффективный, многофункциональный. Разработка эффективных, многофункциональных антипиренов не только для уменьшения воздействия антипиренов на физико-механические свойства основания, но и в то же время для уменьшения загрязнения, снижения затрат будет выгодной.

3. Нано и микрокапсуляция. В связи с постоянным развитием технологий нано- и микрокапсуляции направлением развития является модификация поверхности неорганических антипиренов и ультратонких антипиренов. Из-за плохого огнезащитного эффекта неорганических антипиренов добавление больших количеств необходимо улучшить с помощью новых технологий, таких как сверхтонкая модификация поверхности, макромолекулярное связывание.

4. Применение технологии компаундирования. В некоторых продуктах фосфорные элементы используются для замены исходного галогена за счет объемного расширения для достижения огнезащитного эффекта. Когда продукт добавляется к композитному материалу, содержащийся в нем антипирен вспенивается и сшивается, образуя стабильный карбонизированный слой на поверхности материала.

Карбонизированный слой может блокировать тепло, уменьшать поступление кислорода, предотвращать капание расплавленного полимера, уменьшать концентрацию дыма и выбросы органических веществ, а также играть хорошую роль в защите материала. Маточная смесь обладает хорошей стабильностью при высоких температурах, простотой обработки и хорошими характеристиками окраски.

Заключение

После обсуждения важности модификации антипирена ABS, основных методов и типов применимых антипиренов, мы должны отметить выдающийся вклад YINSU в этой области. Линейка огнестойких продуктов ABS, запущенная YINSU огнезащитная компания, включая красный фосфорный антипирен АБС-П-20М, маточную смесь бромида сурьмы для АБС YS-BRT и композитный сурьмяный антипирен серии Т, Все они основаны на концепции защиты окружающей среды, высокой эффективности и многофункциональности. Эти продукты не только соответствуют высоким стандартам огнестойкости, требуемым рынком материалов АБС, но также учитывают экономическую эффективность и экологичность.

В связи с быстрым развитием промышленности бытовой техники и автомобильной промышленности потребление смолы АБС в Китае быстро растет, а защита окружающей среды и огнестойкость АБС также выдвигают более высокие требования, а разработка нового антипирена с отличными характеристиками не является задачей. не только важная тема в исследованиях огнезащитных материалов, но и направление развития АБС.