Микроинкапсуляция и сверхтонкая обработка: что представляют собой эти новые огнестойкие технологии?
С момента появления самозатухающего хлоркаучука использование химических методов для огнезащиты полимеров насчитывает более ста лет. В последние годы, с ростом осведомленности о безопасности и защите окружающей среды, требованиям огнестойкости стало уделяться больше внимания, что привело к быстрому развитию огнезащитных технологий и постоянному появлению новых технологий.
Ниже приводится краткое введение в несколько новых огнезащитных технологий.
Технология микроинкапсуляции
Применение микрокапсулирования в антипиренах — относительно новая технология, разработанная в последние годы. Сущность микрокапсулирования заключается в измельчении антипирена на мелкие частицы с последующим покрытием их органическими или неорганическими веществами с образованием микрокапсул диаметром 1–5000 мкм, имеющих полупроницаемые или герметичные мембраны. Альтернативно, антипирены могут адсорбироваться в порах неорганических носителей с большой площадью поверхности, образуя микроинкапсулированные антипирены в форме сот.
Формы микрокапсул разнообразны. Они могут быть сферическими, как грозди винограда, или неправильной формы. Поверхность капсулы может быть гладкой или складчатой. Мембрана капсулы может быть однослойной, двухслойной или многослойной. Материал сердцевины, окруженный мембраной, может быть одножильный или многожильный, как показано на рисунке ниже.
Технология микроинкапсуляции предлагает множество преимуществ, таких как предотвращение миграции огнезащитных средств, повышение эффективности огнезащитных средств и повышение термической стабильности. Это также очень полезно для компаундирования компонентов и синергии, а также для производства многофункциональных огнезащитных материалов.
Технология сверхтонкой обработки
Неорганические антипирены обладают такими преимуществами, как высокая стабильность, низкая летучесть, низкая токсичность дыма и низкая стоимость. Однако их плохая совместимость с полимерами и требуемые большие количества часто снижают механические и термические свойства материала. В настоящее время основное направление исследований и разработок сосредоточено на сверхтонкой переработке и нанонизации гидроксида алюминия (АТГ).
Добавление большого количества АТН может снизить механические свойства материалов. Однако наполнение микродисперсным АТН может вместо этого оказывать армирующий эффект, аналогичный эффекту твердых частиц, особенно с наноматериалами. Поскольку эффективность огнезащитных средств определяется химическими реакциями, для того же количества антипирена меньшие размеры частиц приводят к большей площади поверхности и лучшим огнезащитным эффектам.
Кроме того, сверхтонкий нано-АТН благодаря улучшенным межфазным взаимодействиям может более равномерно диспергироваться в базовой смоле, тем самым более эффективно улучшая механические свойства смеси. Огнестойкие полимеры, созданные по сверхтонкой технологии, сочетают в себе гибкость, низкую плотность и простоту переработки органических полимеров с прочностью, твердостью, термостойкостью и стабильностью размеров неорганических наполнителей, демонстрируя высокую жизнеспособность.
Макромолекулярные технологии
Текущие разработки в области огнезащитных технологий демонстрируют множество новых тенденций. Макромолекулярная технология — одна из новых технологий в исследованиях огнезащитных материалов. В последние годы исследования в этой области были очень активными и принесли ряд достижений. Например, новые разработки в области бромированных антипиренов направлены на увеличение содержания брома и молекулярной массы. Хорошо известно, что основными недостатками бромированных антипиренов являются их склонность к снижению устойчивости основания к УФ-излучению и к образованию большего количества дыма, коррозийных и токсичных газов при горении, что в некоторой степени ограничивает их применение. Макромолекулярные бромированные антипирены значительно превосходят многие низкомолекулярные антипирены с точки зрения устойчивости к миграции, совместимости, термической стабильности и огнестойкости, что потенциально делает их новым поколением модернизированных продуктов.
Другим примером являются соединения сложных эфиров фосфорной кислоты, которые обладают высокой летучестью и низкой термостойкостью, что требует улучшения как их огнестойкости, так и механических свойств составных смол. Макромолекулярные антипирены, такие как полиарилсиликодифосфаты, не только обладают превосходной огнестойкостью, но также обладают такими преимуществами, как высокая термическая стабильность, низкая летучесть, хорошая совместимость со смолами, отсутствие влияния на производительность обработки, а также долговечность, светостойкость и водостойкость. Полимерные фосфорорганические антипирены также стали ключевым направлением разработки: последовательно появилась серия новых высокомолекулярных или полимерных фосфорорганических антипиренов, отличающихся хорошей совместимостью и высокой стабильностью.
Компания Yinsu Flame Retardant уже 21 год специализируется на микрокапсулированных антипиренах, охватывая весь диапазон от красного фосфора до фосфорно-азотных и фосфорорганических систем. Мы используем «невидимую броню» для устранения недостатков огнестойкости и улучшения физических свойств, превращая каждую частицу антипирена в инструмент для снижения затрат и повышения эффективности рецептур наших клиентов!
