Общие технологии огнестойких пластмасс и методы нанесения

Общие технологии огнестойких пластмасс и методы нанесения

Пластмассы общего назначения имеют широкий спектр применения, в основном это полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), полистирол (ПС) и поливинилхлорид (ПВХ) и т. д., которые используются во многих отраслях промышленности, таких как упаковка, автомобилестроение. , различные товары, электронные устройства и электрика, трубки, провода и кабели.

Поскольку огнезащитная безопасность затрагивает все аспекты места, полимеры при высоких температурах особенно горючи, при горении выделяется большое количество токсичных газов, экологическая среда и жизнь людей, здоровье наносят большой вред, поэтому огнезащитная безопасность полимерных материалов очень срочно необходимо решить проблему.

Как материальный человек, глубокие исследования механизма огнезащиты, а также разработка и применение новых огнезащитных материалов имеют большое значение для развития общества и жизнедеятельности людей.

1. Общие характеристики горения пластмасс и их признание.

Полипропилен

Полипропилен (ПП) изготавливается путем полимеризации пропилена (гомополимер ПП) или сополимеризации пропилена и небольшого количества этилена (сополимер ПП). Регулярная структура, высокая кристалличность, температура плавления около 167 ℃, низкая плотность, является самым легким пластиком общего назначения, с превосходной жесткостью поверхности и сопротивлением усталости при изгибе, в настоящее время используется в большом количестве корпусов бытовой техники, внутренней и внешней отделке автомобилей. , а также электронные и электрические компоненты и другие товары.

Характеристики горения ПП: легковоспламеняющийся, кислородный индекс около 17%, высокая теплотворная способность сгорания, быстрый, CH-компоненты не легко превращаются в древесный уголь, горение плавится и капает, верхний конец пламени был желтым, а нижний конец был синий, в основном без черного дыма, сопровождаемый слабым запахом горящей нефти, вдали от огня может продолжать гореть, остаток сгорания черного коллоидного материала.

полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ) в результате полимеризации этилена, типичный кристаллический полимер, по степени кристалличности можно разделить на ПЭВД, ПЭВП и небольшое количество сополимера альфа-олефина (ЛПЭНП). Обладает превосходной устойчивостью к низким температурам (минимальная температура может достигать -70 ℃ ниже), хорошей химической стабильностью, хорошими электроизоляционными свойствами, простотой в обработке. В настоящее время широко используется в пластиковых упаковочных пакетах, сельскохозяйственной пленке и выдувных изделиях для литья под давлением.

Характеристики горения полиэтилена: легковоспламеняющийся, кислородный индекс около 17%, растрескивание при высоких температурах, быстрое горение, та же структура CH, с трудом превращающаяся в древесный уголь, горение плавится и капает, верхний конец пламени был желтым, а нижний Конец был синим, в основном нет черного дыма, сопровождаемого характерным запахом горения парафина, может продолжать гореть после выхода из огня, есть черный остаток.

Полистирол

Полистирол (ПС) представляет собой двухфазную систему, полимеризованную из бутадиена и стирола, обычно содержащую 5-15% содержания полибутадиена, относительно низкую стоимость АБС, более высокую прочность, лучшую жесткость, хорошую стабильность размеров. В основном используется в потребительских упаковочных материалах, корпусах бытовой техники и других деталях, отлитых под давлением.

Характеристики горения PS: высокая теплотворная способность, интенсивное горение, резкое сжатие вблизи огня, трудно превращается в древесный уголь, размягчение поверхности горения, образование пузырей, пламя оранжево-желтое, густой черный дым, летит древесный уголь, плотность дыма больше. , есть запах мономера стирола, вдали от огня, чтобы продолжать гореть, есть черный осадок.

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид (ПВХ) — синтетический полимер, получаемый свободнорадикальной полимеризацией мономера винилхлорида. Его химическая структура состоит из повторяющихся звеньев винилхлорида, каждое из которых содержит один атом углерода, два атома водорода и один атом хлора.

Эта структура придает ПВХ уникальные физические и химические свойства, которые позволяют ему превосходно использоваться в самых разных областях применения. Он обладает хорошими механическими свойствами и химической стабильностью, устойчив к широкому спектру химикатов и обладает определенной степенью огнестойкости. Кислородный показатель чистого ПВХ достигает 45%, но за счет обработки в него добавляют большое количество пластификаторов для повышения горючести.

Эти характеристики делают ПВХ широко используемым во многих областях, таких как строительство, упаковка, изоляция проводов и кабелей, искусственная кожа и так далее.

Характеристики горения ПВХ: поскольку ПВХ сам по себе самозатухающий, существует определенная способность древесного угля, его горение будет мягким, пламя желтое в верхнем конце нижнего конца зеленого цвета, есть черный дым, есть стимулирующий эффект. запах хлористого водорода, вдали от огня погаснет, останется черный осадок.

2.Общие методы нанесения огнезащитных средств на пластмассы

Галогенные антипирены: в настоящее время одно из крупнейших в мире производств антипиренов, хотя из-за экологических проблем и высокой плотности дыма, в настоящее время по-прежнему занимает доминирующее положение антипиренов в пластиковых материалах, главным образом из-за его высокой огнезащитной эффективности, большего количества разновидностей галогенного пламени. антипирены, область применения очень широка, поэтому сфера применения по-прежнему широка, бромный антипирен является галогенным антипиреном и является одним из наиболее важных и наиболее эффективных.

Типичные бромированные антипирены включают декабромдифениловый эфир, декабромдифенилэтан, тетрабромбисфенол А, бромтриазин, бромированные эпоксидные смолы и бромированный стирол.

Негалогенированные антипирены: По экологическим соображениям в настоящее время активно продвигаются и применяются негалогенированные антипирены. К основным негалогенированным антипиренам относятся неорганические антипирены, такие как гидроксид магния и гидроксид алюминия, фосфорные антипирены (красный фосфор, диэтилгипофосфит алюминия, неорганический гипофосфит алюминия и эфир фосфорной кислоты и др.), фосфорные и азотные антипирены (полифосфат аммония). , меламин-полифосфат и др.) и азотные антипирены (меламин, циануронат меламина и др.).

Добавляя эти отдельные антипирены или составные антипирены к пластмассам, можно получить огнестойкие модифицированные материалы с различными уровнями огнестойкости и требованиями.

Применение полипропиленовых антипиренов

Огнестойкий ПП - Стандарт UL класса V2, выбор решения следующий:

- Система октабромового эфира (или октабромсульфида): добавьте синергетический антипирен триоксида сурьмы, общее количество добавки 6 ~ 8%, вплоть до тушения пожара, но есть капли, механические свойства материала для поддержания справедливых .

- Фосфорно-бромная система: гомополимеризация ПП добавляется 1~2%, сополимеризация ПП добавляется 4~6%, вплоть до тушения пожара, но происходит капельное и снимающееся горение хлопка, механические свойства материала и чистого ПП почти одинаковы. .

Огнестойкий ПП -- стандартный уровень UL V0, варианты решения следующие:

- Бром-сурьмяная система (DBDPE + Sb2O3): общая добавка около 25%, до уровня UL-94 V0, но из-за добавления большего количества материала стоимость материала высока, а механические свойства оказывают влияние. При необходимости добавления добавок, улучшающих совместимость, и упрочнителей для корректировки механических свойств, вы также можете добавить немного талька и других наполнителей для снижения затрат.

- Безгалогенная система IFR: огнезащитная система с расширением фосфора и азота, добавьте 25-30%, до уровня UL 94 V0, из-за добавления большего количества те же механические свойства оказывают большее влияние, необходимо добавить подходящую ужесточение. агент и другие добавки для улучшения характеристик материала.

- Система неорганического гидроксида магния (MDH): огнезащитный полипропилен также может быть добавлен путем добавления большого количества неорганических антипиренов для достижения более высоких требований к огнестойкости, таких как гидроксид магния и гидроксид алюминия, но количество добавок должно достигать более 50-60%, чтобы обеспечить удовлетворительный огнезащитный эффект и требования к кислородному индексу, поэтому влияние на механические свойства материала также очень велико. Его также можно использовать путем смешивания с другими антипиренами, чтобы уменьшить количество добавляемых неорганических антипиренов, тем самым уменьшая влияние на механические свойства материала.

Сравнение огнестойкости ПП

Применение полиэтиленового антипирена

Выбор огнезащитного раствора полиэтилена:

- Огнезащитная система с красным фосфором (RP): огнезащитный материал из полиэтилена является наиболее эффективным огнезащитным средством, обычно используется система красного фосфора, из-за требований безопасности в качестве антипирена обычно используется модифицированная маточная смесь красного фосфора с покрытием, добавление около 15% может быть достигнут стандартный уровень 1,6 мм V0 UL94.

- Огнезащитная система на основе брома и сурьмы (DBDPE/Sb2O3): общее количество добавок около 25%, до уровня 1,6 мм V0 стандарта UL-94, можно добавить небольшое количество минерального наполнителя, высокая огнезащитная эффективность, Вы можете добавить упрочняющий агент, чтобы уменьшить влияние ударной силы и лучшего удержания.

- Безгалогенная система IFR: система PE не может использоваться с системой, содержащей APP, огнезащитные свойства влияют на использование огнезащитного состава на основе фосфора и азота с общей добавкой 25 ~ 26%, может достигать стандарта UL94. Уровень 1,6 мм V0. В систему, как правило, нельзя добавлять минеральный наполнитель, огнезащитный эффект будет выше.

- Система неорганического гидроксида магния (MDH) и гидроксида алюминия (ATH): обычно используются для добавления большого количества MDH или ATH (более 60%), можно достичь кислородного индекса 30 или более, низкой плотности дыма пламени. огнезащитный материал, не содержащий галогенов, с низким дымовыделением, также может быть смешан с красным фосфором (RP) или IFR для получения более высокого огнезащитного эффекта.

Сравнение огнестойкости полиэтилена

Применение огнезащитного полистирола

Выбор огнезащитного раствора:

- Система бром-сурьма: обычно соотношение бром-сурьма составляет 3:1, для полистирола подходят другие бромные антипирены, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки и, как правило, может соответствовать требованиям огнестойкости, поэтому необходимо выберите огнезащитную систему в соответствии с характеристиками продукции.

Сравнение огнестойких галогенных материалов PS

- Система IFR/расширяемый графит: Слоистая структура расширяемого графита может образовывать особый тип интеркаляционного соединения. Некоторые исследования показывают, что расширяемый графит, а также антипирены на основе фосфора и азота могут обеспечить лучший огнезащитный эффект при их совместном использовании.

- Система IFR+PPO: IFR и полифениленовый эфир выбраны в качестве композитной огнезащитной системы для приготовления огнезащитного полистирола, что может эффективно улучшить огнезащитные характеристики полистирола. PPO обладает очень хорошими показателями углеобразования и имеет хороший синергетический антипиреновый эффект с IFR. Однако из-за плохой устойчивости ППО к УФ-излучению подвижность относительно низкая, поэтому применение продуктов ограничено.

- Неорганическая огнезащитная система гидроксида магния: путем добавления большого количества неорганического антипирена гидроксида магния можно достичь огнезащитного эффекта, также можно смешать с огнезащитным составом на основе красного фосфора, чтобы получить материалы с более высокой огнестойкостью. Однако из-за добавления большого количества гидроксида магния прочность материала влияет на необходимость повышения ударной прочности и модификации совместимости для получения желаемых механических свойств.

Вот содержимое изображения, представленное в английском табличном формате:

Сравнение огнестойких материалов PS без галогенов

Применение поливинилхлоридного антипирена

Раствор для выбора огнестойкого материала:

- Синергический антипирен на основе оксидов металлов: поскольку сам ПВХ содержит большое количество хлора, обычно за счет добавления к ПВХ определенного количества CPE и оксидов металлов можно добиться более высоких огнезащитных характеристик. Во всех видах оксидов металлов для улучшения показателя кислородного индекса обычно станнат цинка > Sb2O3 > октамолибдат аммония > борат цинка.

- Неорганические системы гидроксида алюминия и гидроксида магния:

Гидроксид магния и гидроксид алюминия позволяют значительно уменьшить количество дыма и улучшить огнезащитные свойства ПВХ, и в то же время могут уменьшить количество заполняющего антипирена. Неорганические минеральные антипирены оказывают большее влияние на физико-механические свойства жестких ПВХ-материалов, огнезащитные свойства, дымозащитные свойства.

После испытаний и проверки автор обнаружил, что использование твердого гипсового порошка в качестве усилителя наполнителя, чем кислородный индекс наполнителя из карбоната кальция, значительно лучше, а гипсовый порошок по сравнению с карбонатом кальция, его экологические характеристики более превосходны, а гидроксид магния, металл Синергетическая компаундация оксидов огнезащитных материалов позволяет получить более высокий кислородный индекс огнезащитных экологически чистых материалов.

- Использование огнестойкого пластификатора TCPP или сложного эфира тетрабромфталевого ангидрида (B45-Z) для замены части горючего пластификатора может значительно улучшить кислородный индекс. Поскольку Б45-З сам по себе является бромсодержащим соединением с большим удельным весом, он повысит твердость и удельный вес материала, а стоимость выше, а ТСРП дешевле, но огнезащитный эффект не так хорош, как что у B45-Z.

Вот содержимое изображения, представленное в английском табличном формате:

Сравнение огнестойкости ПВХ

Заключение

В исследовании огнестойкой технологии для пластмасс общего назначения Компания YINSU Flame Retardant положительно отреагировала на спрос рынка и разработала серию специализированных антипиренов. Эти антипирены не только обладают высокоэффективными антипиреновыми свойствами, но также могут значительно снизить стоимость огнезащитных средств при низких уровнях добавления.

Компания YINSU Flame Retardant понимает различия в огнезащитных свойствах различных материалов и предлагает индивидуальные огнезащитные решения для широкого спектра материалов, таких как полипропилен, полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид. Будь то стандартное применение или особые потребности, YINSU Flame Retardant может предоставить индивидуальные огнезащитные решения, основанные на конкретных требованиях клиента, чтобы гарантировать соблюдение стандартов безопасности и требований к производительности каждого типа продукта. Этот гибкий и индивидуальный сервис не только повышает конкурентоспособность продукции на рынке, но также предоставляет клиентам больше выбора и гарантий.