Огнезащитная модификация и применение термопластичных эластомеров

Огнезащитная модификация и применение термопластичных эластомеров

I. Огнестойкость полиолефиновых термопластичных эластомеров

II. Огнестойкость стирольных термопластичных эластомеров

III. Огнестойкость полиуретановых эластомеров

IV. Огнестойкость винилхлоридных термопластичных эластомеров

V. Огнестойкость полиэфирных эластомеров TPEE

VI. Заключение

Для полимеров, помимо механических свойств и свойств старения, очень важным показателем являются огнезащитные свойства.

Промышленно развитые страны полимерной огнезащитной модификации начались раньше, производство и применение огнестойких полимерных материалов, Китай в этом отношении и развитые страны имеют большой разрыв. В последние годы быстрое развитие китайского ТПЭ и требований к его огнестойкости, в результате чего огнестойкие термопластичные эластомеры стали горячей точкой в ​​области исследований материалов.

Типы термопластичных эластомеров больше, применяются в огнезащитных материалах, в настоящее время больше исследований в стране и за рубежом проводятся в основном по полиолефинам, стиролам, полиуретанам, полиэфирным эластомерам, поливинилхлоридным эластомерам и так далее.

1. Огнестойкость полиолефиновых термопластичных эластомеров

Полиолефиновый термопластичный эластомер состоит из каучука и полиолефиновой смолы. Приготовление полиолефиновых термопластичных эластомеров обычно включает два процесса: метод механического смешивания и метод динамической вулканизации.

Полиолефиновый термопластичный эластомер обладает превосходной стойкостью к истиранию, атмосферостойкостью, более низкой стоимостью, может заменить термореактивную вулканизированную резину, имеет сильное конкурентное преимущество.

• Простой смешанный огнезащитный состав ТПО

Простое смешивание Исследование огнезащитных материалов ТПО является более обширным, обычно с использованием смеси EPDM/PP или POE/PP, огнезащитная система делится на галогенированную систему и безгалогенную огнезащитную систему.

Галогенная огнезащитная система, использующая композиционную систему декабромдифенилэтан и триоксид сурьмы в качестве антипирена, триоксид сурьмы и галогенированные антипирены имеют синергетический эффект, прежде всего, термическое разложение галогенсодержащих органических веществ с образованием галогеноводорода, и {[t1] } синтез с получением тригалогенида сурьмы с галогеноводородом с проявлением огнезащитных свойств.

Безгалогенная огнезащитная система ТПО представляет собой неорганический антипирен (гидроксидные соединения), принцип заключается в том, что гидратированные оксиды металлов будут высвобождаться после нагревания кристаллической воды, поглощая большое количество тепла, тем самым препятствуя повышению температуры полимера, предотвращение замедленного сгорания; в то же время, большое количество реакции разложения обезвоживания водяного пара может быть разбавлено горючими газами, чтобы оказать огнезащитный эффект.

Тем не менее, этот вид антипирена требует добавления относительно большого количества: чем больше добавление, тем ниже ударная вязкость, за счет модификации поверхности неорганических антипиренов можно получить идеальные характеристики недорогих безгалогенных огнезащитных материалов ТПО. .

Кроме того, есть соответствующие испытания, показывающие, что огнезащитное соединение фосфора и азота на огнезащитный эффект гибридного ТПО также относительно хорошее, количество добавки по отношению к гидроксиду намного меньше, чем тот же уровень огнезащитного состава. производительность может быть достигнута, а влияние на физические свойства материала также относительно невелико, например:

Система компаундирования пиперазинпирофосфата и полифосфата меламина (MPP), система компаундирования органического гипофосфита алюминия и циануроната меламина (MCA) или система компаундирования неорганического гидроксида и фосфорно-азотного соединения, используемая синергетически, что уменьшает количество неорганических антипиреновых добавок для улучшения характеристик материала. может быть подготовлен в соответствии с требованиями различных типов огнестойких материалов для смешивания ТПО.

Огнестойкие смешанные материалы ТПО широко используются в автомобильных деталях, электронных и электроприборах, функциональной оболочке, напольных покрытиях, а также в оболочке проводов и кабелей и изолированных проводах.

• Динамически вулканизированный ТПО (TPV) огнезащитный.

Появление метода динамической вулканизации является важной вехой в развитии термопластичных эластомеров, а исследования его огнестойкости являются одной из горячих точек в настоящее время. Благодаря специальной динамической системе вулканизации, которая обеспечивает превосходные комплексные характеристики.

Подготовка динамической вулканизации ТПО (TPV) базовой формулы: ПП 30 частей, EPDM (маслонаполненный) 70 частей, пероксид дипропилена (DCP) 1 ~ 1,5 частей, ультратонкий тальк (или антипирен) соответствующее количество других соответствующих добавок. количество.

Выбор антипирена: Огнезащитный состав с использованием гидроксида магния в качестве основного, с применением декабромдифенилэтана и триоксида сурьмы; Негалогенированные антипирены обычно используют гидроксид магния, гидроксид алюминия, диэтилорганофосфонат алюминия и так далее.

TPV широко используется в автомобильных деталях, электронных и электроприборах, потребительских товарах, строительстве и других областях, в частности, в автомобильных уплотнительных материалах, системах автомобильных двигателей, тормозах и деталях глушителей, корпусах аккумуляторов, изоляции и оболочке проводов и кабелей, предметах домашнего обихода/медицинских товарах. упаковка.

2. Огнестойкость стирольных термопластичных эластомеров

Стирольные термопластичные эластомеры представляют собой блок-сополимеры полистирола и каучука (бутадиен, изопрен, бутен/этилен, бутен/пропилен) и их модификации. Стирольные термопластичные эластомеры обладают превосходной прочностью на разрыв, высоким коэффициентом поверхностного трения, хорошими низкотемпературными свойствами, отличными электрическими свойствами и хорошими технологическими свойствами.

Выбор огнезащитного материала:

Существуют галогенированные системы, в которых можно выбрать декабромдифенилэтан и соединение триоксида сурьмы; безгалогенные системы обычно выбирают цианурат меламина (MCA), полифосфат меламина (MPP), диэтилорганический гипофосфит алюминия, пиперазинпирофосфат, неорганический гипофосфит алюминия, триазиновый углеобразующий агент и так далее.

Поскольку SEBS, сырье стирольных эластомеров, необходимо несколько раз заливать белым маслом или нафтеновым маслом, чтобы отрегулировать твердость, почувствовать и снизить температуру обработки, и эти масла оказывают большое влияние на огнезащитные свойства. , поэтому выберите подходящую огнезащитную систему и необходимое количество антипирена, а также SEBS с нужной молекулярной массой, соответствующей требованиям.

Для повышения твердости и прочности необходимо добавлять определенное количество полипропилена, полистирола, ПОЭ и других высокопрочных смол. Кроме того, для улучшения термостойкости обработки и характеристик старения материала также необходимо добавить некоторые антиоксиданты. В качестве смазочного диспергатора можно выбрать силиконовый порошок, силиконовую маточную смесь, EBS, полиэтиленовый воск, амид эруковой кислоты, амид олеиновой кислоты, и т. д., жидкая смазка с использованием силиконового масла и т. д., тип присадок и количество присадок следует учитывать, чтобы не было осадков.

Основная формула огнезащитного ТПЭ:

СЭБС+белое масло (нафтеновое масло)+ПП+ПОЭ+привитой СЭБС+наполнитель+антиоксидант+антиоксидант+УФ+антимедный агент+агент скольжения+пигменты.

• Безгалогеновый огнестойкий материал покрытия TPE для кабелей передачи данных.

Метод экструзионного формования: материал должен легко пластифицироваться при низких температурах, огнестойкий периферийный материал из-за добавления большего количества антипирена повлияет на внешний вид экструзии, если плохая пластификация приведет к появлению точечных отверстий, вздутых мешков, примесей и белых пятен и т. д. ., поэтому конструкция рецептуры и требования к смесительному оборудованию выше, лучше использовать оборудование с высоким сдвигом и высоким крутящим моментом для характеристик огнезащитного материала, особенно состав огнестойкого материала проволоки TPE. дизайн должен обратить внимание на растрескивание и долгосрочное старение.

Применение: Оболочка кабелей передачи данных бытовой электроники, изолированных кабелей, силовых кабелей, зарядных кабелей с оболочкой и т. д.

• Безгалогенный огнестойкий материал пробки TPE для литья под давлением

Для литья под давлением огнестойкого TPE необходимо использовать комбинацию материалов с низкой температурой плавления и высокой текучестью, поэтому, чем выше огнезащитные свойства, соответствующая регулировка твердости и механические свойства также оказывают большее влияние, в настоящее время, как правило, применяется более безгалогенное огнезащитное средство. система, соответствующая стандартам экологического контроля ROHS2.0 и Reach.

Применение: USB-кабель для зарядки, вилки шнура питания.

3. Огнестойкость полиуретановых эластомеров.

Термопластичные полиуретановые эластомеры обычно полимеризуются из олигомерных полиолов, изоцианатов, удлинителей цепей/сшивателей и небольших количеств добавок и классифицируются как полиэфирные и полиэфирные типы.

Полиуретановые эластомеры представляют собой своего рода блочную полимеризацию, обычно состоящую из полиола, гибкая длинная цепь которого составляет мягкий сегмент, а диизоцианат и удлинитель цепи составляют жесткий сегмент. Молекулярная цепь полиуретанового эластомера содержит большое количество сложноэфирных групп аммиака, а также эфирных, сложноэфирных и мочевинных групп с прочными водородными связями.

Из-за большого количества простых и сложных эфиров, образующих формулу, характеристики разновидностей полиуретанового эластомера могут сильно различаться. 1940-е годы, Германия и Великобритания были первыми, кто начал разработку, в конце 1970-х годов Китай официально начал массовое производство. С превосходной стойкостью к истиранию, прозрачностью, усталостной стойкостью.

Огнезащитная добавка из эластомера ТПУ полиэфирного типа меньше может удовлетворить требования к огнезащите, а эластомер ТПУ полиэфирного типа часто необходимо добавлять больше огнезащитного состава, чтобы удовлетворить требования к огнезащитному составу, поэтому влияние на производительность относительно велико, особенно антипирен не устойчив к гидролизу, легко осаждается, его необходимо корректировать с помощью формулы для улучшения механических свойств и требований к старению.

Выбор огнезащитного материала: Негалогенированные огнезащитные системы обычно содержат гидроксид магния, гидроксид алюминия, цианурат меламина (MCA), диэтилорганический гипофосфит алюминия, неорганический гипофосфит алюминия и фосфатные антипирены.

Основная формула огнестойкого ТПУ:

• ТПУ (полиэстер) 80–90 частей + стабилизатор совместимости + безгалогенный антипирен 8–12 частей + воск (соответствующее количество) + УФ-агент + антиоксидант

• ТПУ (полиэфир) 60–70 частей + стабилизатор совместимости + безгалогенный антипирен 30–35 частей + воск (соответствующее количество) + УФ-агент + антиоксидант

Добавляется больше огнезащитного материала ТПУ полиэфирного типа, рекомендуется использовать огнезащитную маточную смесь.

Область применения: провода и кабели связи, обшивка зарядных свай, морские кабели и другие кабели и т. д.

4. Огнестойкость винилхлоридных термопластичных эластомеров

Винилхлоридный огнестойкий термопластичный эластомер (ТПВХ) представляет собой огнестойкий модификатор ПВХ-материала с хорошей атмосферостойкостью, устойчивостью к царапинам, мягким на ощупь и низкой ценой, который широко используется в Китае. Благодаря новейшей технологии смешивания ПВХ можно получить мягкий, низкий -стереотипы давления и обладают хорошей стойкостью к химической коррозии, эта смесь обладает лучшей гибкостью при низких температурах по сравнению с обычными материалами TPE и может быть превращена в огнестойкие материалы.

В зависимости от метода придания ПВХ эластичности, подобной резине, ТПВХ доступен в вариантах с высокой полимеризацией, сшивкой и сплавами. ПВХ доступен из самых разных источников и доступен на внутреннем рынке по низким ценам. Установлено, что NBR и ПВХ имеют схожие параметры растворимости, схожую полярность, близкое поверхностное натяжение и хорошую совместимость. Термопластичные эластомеры NBR/PVC, полученные по технологии динамической вулканизации, обладают хорошими физико-химическими свойствами, поэтому к таким эластомерам существует большой интерес.

Согласно соответствующей литературе, Пэн и другие системы термопластичных эластомеров NBR/ПВХ по исследованию огнезащитной и антистатической обработки, методу динамической вулканизации для приготовления антипирена, антистатическим свойствам смеси термопластичных эластомеров NBR/ПВХ и обнаружили, что состав смеси резины и пластика, количество наполнителя сажи, количество наполнителя гидроксида алюминия и количество сшивающего агента оказывают большее влияние на характеристики эластомеров, возврат на рафинирование мало влияет на характеристики эластомеров, и количество сшивающего агента оказывает существенное влияние на характеристики эластомеров. Было обнаружено, что соотношение смеси резины и пластика, количество наполнителя из технического углерода, количество наполнителя из гидроксида алюминия и количество сшивающего агента в рецептуре оказали большее влияние на характеристики эластомеров, в то время как очистка имела незначительное влияние на характеристики эластомеров.

ПВХ-смола сама по себе является относительно хорошей огнезащитной, кислородный индекс может достигать 36%, но из-за добавления пластификаторов, обладающих огнезащитным эффектом, может быть смешан с другими антипиренами, могут предъявляться более высокие требования к огнезащитным свойствам, могут быть смешаны с огнестойкий гидроксид магния, гидроксид алюминия, декабромдифенилэтилен, триоксид сурьмы, борат цинка и т. д. Эфир тетрабромфталевого ангидрида (B45-Z) также можно использовать для замены некоторых пластификаторов, кислородный индекс значительно улучшен, но плотность будет также увеличиваются, это происходит за счет бромсодержащих соединений с удельным весом (удельный вес Б45-З 1,545, тогда как удельный вес ДОТФ менее 1).

Эластомеры ТПВХ используются в широком спектре применений: полы, провода и кабели, линии обшивки зарядных свай, дверные и оконные уплотнения и т. д. Однако, поскольку все больше и больше исследований огнестойких ТПЭ, многие из этих применений должны быть галогенными. -бесплатны, и теперь они заменены огнестойкими ТПЭ.

5. Огнестойкость полиэфирных эластомеров TPEE.

Термопластичный полиэфирный эластомер, сокращенно TPEE, представляет собой блок-сополимер, содержащий твердые сегменты полиэфира и мягкие сегменты полиэфира. Твердые и мягкие сегменты TPEE имеют двухфазное разделение микроструктуры, в которой жесткий сегмент для ароматического полиэфира, как правило, терефталевой кислоты; мягкие сегменты полиэфира политетрагидрофурана и алифатического полиэфира, которые являются двумя наиболее распространенными, обладают выдающейся прочностью, устойчивостью к высоким температурам и представляют собой комплексные характеристики эластомеров инженерных пластмасс.

Наиболее важной особенностью TPEE является его растягивающее напряжение при меньшем напряжении, чем такая же твердость у других полимерных изделий, поэтому толщину стенок его деталей можно сделать тоньше, а также низкотемпературную вязкость, химическую стойкость, маслостойкость и отличные электроизоляционные свойства. .

В последние годы, с расширением применения ТПЭЭ, требования к огнестойкости становятся все более высокими, и даже появился рынок огнестойких материалов ТПЭЭ, сшиваемых излучением, для проводов и кабелей, а также маслостойких сильфонов жгутов.

На данном этапе отечественная модификация огнезащитного ТПЭЭ встречается относительно редко, обычная огнезащитная система или галогенсодержащий антипирен по-прежнему занимают основную долю рынка, количество добавок невелико, механические свойства ТПЭЭ и другие свойства воздействие незначительное.Однако из-за спроса на безгалогенные, безгалогенные огнезащитные разработки TPEE также является новым направлением исследований, в основном диэтилалюминия. гипофосфит, неорганический гипофосфит алюминия, неорганический гидроксид, безгалогенный антипирен на механические свойства ТПЭЭ оказывает большее влияние на механические свойства ТПЭЭ, если требования к уровню огнезащиты до V0 или VW-1 или очень редкий.

Области применения: провода и кабели, оболочка жгутов, сильфоны и т. д.

Заключение

С увеличением инвестиций в исследования и разработки огнестойких термопластичных эластомеров различные типы огнестойких термопластичных эластомеров будут все чаще использоваться в различных отраслях промышленности и играть важную роль.

Особенно в автомобильной и других отраслях новой энергетики, чтобы улучшить требования к огнестойкости материала, к огнестойким полимерным материалам всех типов с высокими требованиями, поэтому разработка новых технологий и новых материалов для огнестойких термопластичных эластомеров также является горячей точкой большое беспокойство в настоящее время.

Поскольку термопластичные эластомеры широко используются в различных отраслях промышленности, растет спрос на их огнезащитные свойства. Обладая глубоким техническим опытом в области огнезащитных материалов, компания YINSU Flame Retardant разработала серию эластомерных огнестойких продуктов. К ним относятся высокоэффективный ADP, маточная смесь красного фосфора, обеспечивающая превосходный огнезащитный эффект, и антипирен на основе красного фосфора с превосходными характеристиками. Кроме того, YINSU также представила заменители триоксида сурьмы, которые разработаны для обеспечения более экологически чистых и эффективных огнезащитных решений.

Эти инновационные продукты не только удовлетворяют рыночный спрос на высокоэффективные огнезащитные материалы, но также обеспечивают надежную гарантию безопасного применения эластомерных материалов. Продукция YINSU Flame Retardant, обладающая превосходными эксплуатационными характеристиками и экологическими преимуществами, постепенно становится новым выбором в индустрии огнезащитных материалов.