Перечень огнестойких систем инженерных пластмасс
Благодаря постоянному прогрессу в области синтеза и обработки полимеров инженерные пластмассы проникли во все сферы жизни людей, в некоторых областях, которые часто подвергаются воздействию высоких температур, огнестойкость инженерных пластиков стала важным показателем их комплексных характеристик.
I. Экспериментальные методы определения огнестойкости пластмасс.
Огнестойкость пластмасс можно оценить методом испытания на горение, который подразделяется на горизонтальный и вертикальный методы. Вертикальный метод оценивает огнестойкость материала путем измерения продолжительности послепламенного и послесвечения, дальности горения и падения частиц. По поведению образца материал классифицируется на уровни В-0, В-1 и В-2 (В означает вертикальное горение) в соответствии с критериями, приведенными в таблице 1.
Примечание: t 1, t 2 относятся к продолжительности послепламенного периода; t 3 относится к продолжительности послесвечения; t_f относится к общему времени послепламенного действия.
Разные пластмассы имеют разные свойства горения. Например, сам ПК обладает определенной степенью огнестойкости и может достичь уровня V-2 при испытании на вертикальное горение. Однако ABS легковоспламеняем и его нельзя классифицировать. Огнезащитная модификация пластмасс путем добавления антипиренов может задержать горение и снизить интенсивность горения. В процессе горения пластмассы не только горят сами, но и выделяют капли, которые могут воспламенить другие горючие материалы, что приводит к распространению огня с серьезными последствиями. Поэтому огнестойкие пластмассы часто требуют добавления противокапельных добавок, чтобы предотвратить капание расплава во время горения.
II. Огнезащитная система для инженерных пластмасс
Огновые замедлители, используемые в инженерных пластмассах, являются в основном галогенированными огненными замедлениями и фосфорными огненными замедлениями.
1. Галогенированные антипирены
Галогенированные антипирены делятся на хлорсодержащие и бромные антипирены.
Хлорный антипирен дешев, но имеет плохую термическую стабильность и подходит только для продуктов с температурой обработки ниже 200 ℃.
Бромированные антипирены обладают высокой огнезащитной эффективностью, которая в два раза выше, чем у хлорированных антипиренов, поэтому относительная дозировка невелика, а из-за хорошей взаимной совместимости с базовой смолой она оказывает меньшее влияние на механические свойства материала, поэтому занимает важное место в области антипиренов.
Однако галогенированные антипирены в процессе сгорания будут выделять дым, едкие газы и т. д., что приведет к серьезным вторичным катастрофам для здоровья человека и окружающей среды, поэтому экологически чистые антипирены с низким содержанием галогенов или без галогенов вызывают большую озабоченность.
2. Фосфорные антипирены
Фосфорные огнестойковые мешалки образовали широкий спектр разновидностей, включая неорганические фосфаты, фосфатные эфиры, гетерофенолы фосфора, нитрил фосфор и красный фосфор.
Фосфорные антипирены в процессе горения разложения с образованием высококипящей кислородсодержащей кислоты могут способствовать дегидратации и карбонизации полимера, а также образованию защитного слоя карбонизированного остатка, так что полимер и изоляция воздуха. В то же время обезвоженная вода поглощает большое количество тепла, что также может снизить температуру поверхности полимера, обеспечивая тем самым эффект антипирена. Достоинствами антипиренов на основе фосфора являются низкая токсичность и коррозионная активность, хорошая термическая стабильность и длительный эффект.
Европейский Союз запретил использование галогенированных антипиренов, таких как полибромдифенилы (ПБД) и полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ), в производстве электронного оборудования. Бисфенол А-бисфосфатдифениловый эфир (BDP), фосфорный антипирен на основе эфира фосфорной кислоты, совместим с конструкционными пластиками, такими как ПК / АБС, и обладает преимуществами хороших экологических характеристик, высокой термостабильности и низкого воздействия на свойства материала, поэтому он широко используется в электронном и электрическом оборудовании, таком как сотовые телефоны, ноутбуки и телевизоры.
1. ПК/АБС
ПК обладает такими преимуществами, как высокая ударная вязкость, сопротивление ползучести, хорошая стабильность размеров, термостойкость, прозрачность и диэлектрические свойства, но также существует при обработке плохая подвижность, склонность к растрескиванию под напряжением, чувствительность к надрезам, плохая стойкость к истиранию и другие недостатки. ABS обладает лучшей устойчивостью к химическим веществам, формовке и обработке, однако его устойчивость к теплу и атмосферным воздействиям относительно низкая.
Два смешанных модифицированных сплава ПК / АБС по своим характеристикам дополняют друг друга, а не только термостойкость, ударная вязкость и прочность на растяжение лучше, чем у АБС, а вязкость расплава ниже, чем у ПК, производительность обработки хорошая, продукт внутреннего напряжения и ударная вязкость толщины чувствительности продукта значительно снижаются. Сплав ПК/АБС широко используется в автомобильной промышленности, коммуникационном оборудовании, электрических и электронных приборах, осветительном оборудовании и так далее.
Чтобы соответствовать требованиям пожарной безопасности в некоторых применениях, сплав ПК/АБС должен обладать хорошей огнестойкостью. Например, в зарядной куче нового энергоносителя и части электрического и электронного огнестойкого класса для достижения уровня V-0.
Используемая в системе смешивания ПК / АБС в настоящее время лучший эффект обеспечивает хорошая термическая стабильность сложных эфиров бисфосфата, цвиттериона сложного фосфатного эфира и т. Д., Из которых BDP на сплавах ПК / АБС демонстрирует хорошие огнезащитные свойства.
2. ПК
ПК обладает хорошей термостойкостью, отличными оптическими свойствами, хорошей стабильностью размеров, высокой механической прочностью, ударной вязкостью и другими характеристиками, широко используется в бытовой технике, электронных приборах, автомобильных деталях, механическом оборудовании и деталях оптических приборов.
Конечный кислородный индекс (LOI) ПК может достигать 21–24 %, а сам материал может достигать уровня огнестойкости UL94V-2, но по-прежнему не может соответствовать более высоким требованиям к огнезащитным характеристикам в специальных областях, таких как электротехника и электроника, а также в автомобильной промышленности требуется степень огнестойкости ПК до V-0.
Огнезащитный ПК с перфторалкилсульфонатом калия (PPFBS) в качестве представителя сульфонатного огнезащитного средства является лучшим эффектом, добавление небольшого количества сульфонатного огнезащитного средства может значительно улучшить огнезащитные свойства ПК, чтобы достичь огнезащитного класса 1,6 ~ 3,0 ммВ-0, а также после модификации физических и механических свойств ПК и эквивалента ПК общего назначения.
Промышленные продукты ПК в наиболее используемых фосфорных антипиренах представляют собой в основном трифенилфосфат (ТПП), резорцин бис (дифенилфосфат) (РДП) и БДП, в огнезащитной добавке 10% (массовая доля), толщина ПК 1,6 мм до уровня V-0, который летуч при высоких температурах, ТПП играет роль только в газовой фазе антипирена; RDP и BDP могут оказывать огнезащитное действие одновременно в газовой и твердой фазах.
TPP при комнатной температуре для твердого тела, термическая стабильность относительно низкая, легко улетучивается при температуре обработки ПК, RDP и BDP при комнатной температуре для жидкости, термическая стабильность лучше, BDP лучше, чем устойчивость к гидролизу RDP.
3. АБС-смола
АБС обладает высоким блеском, хорошей прочностью, хорошей термостойкостью и устойчивостью к низким температурам, отличными характеристиками обработки, имеет отличные комплексные механические свойства. Электрические свойства АБС не проявляются при изменении температуры и влажности, а также при больших изменениях, является хорошим изоляционным материалом, широко используемым в бытовой технике, аудиовизуальном оборудовании, канцелярских товарах, а также в электротехнической и электронной областях.
АБС-смола горюча, LOI от 18,3% до 18,8%, согласно стандарту UL94 относится к уровню HB. АБС-пластик быстро горит при возгорании и выделяет много ядовитого газа и черного дыма, что неблагоприятно для практического применения.
В настоящее время в основных галогенных антипиренах и составах Sb2O3 используется синергетический эффект галоген-сурьмы модификации антипирена ABS. Огнестойкий АБС-пластик в основном используется в телефонах, компьютерах, жидкокристаллических дисплеях (ЖК-дисплеях) и других корпусах электрического и электронного оборудования, автомобильных компонентах и внешних компонентах, мелкой кухонной технике, ящиках для инструментов, корпусах пылесосов и так далее.
4. БЕДРА
Бедникожие изготовлены из полистирола (PS) и полибутадиена (PB) посредством сополимеризации двух общих преимуществ, простых в обработке, хорошей стабильности размеров и превосходной электрической изоляции, высокой ударной стойкости, широко используются в пищевой упаковке, бытовых приборах, электронных продуктах и военных материалах, таких как упаковка оболочки и другие поля.
Тем не менее, LOI HIPS составляет всего 18%, он легко горит, для повышения безопасности использования он должен быть огнестойким. Используется для огнезащитной модификации HIPS основных бромсодержащих антипиренов, таких как декабромдифенилэтан (ДБДПЭ), большая часть синергетического эффекта с Sb2O3, с отличным огнезащитным эффектом.
5. ПБТ
ПБТ представляет собой кристаллический насыщенный полиэфир с превосходными механическими свойствами, хорошей стабильностью размеров, хорошей электроизоляцией, устойчивостью к химическим веществам и т. д., широко используемый в автомобилях, электронных приборах, машиностроении и других областях.
Однако ПБТ обладает плохими огнезащитными свойствами (уровень UL94HB), легко горит на воздухе, с трудом превращается в древесный уголь, легко капает при горении, выделяет большое количество дыма и токсичных газов, легко создает относительно большое количество опасностей, поэтому он должен быть огнестойкой модификацией.
Антипирены для модификации огнезащитных средств ПБТ представляют собой в основном галогенированные антипирены, чаще используемые бромированные антипирены, такие как ДБДПЭ, бромированные эпоксидные смолы и т. д., благодаря синергетическому эффекту с Sb2O3 для достижения превосходного огнезащитного эффекта.
Антипирены, используемые в ПБТ, также включают диэтилфосфонат алюминия (АДФ) или его гидроксид магния, гидроксид алюминия и другие сложные продукты.
6. PA
PA обладает хорошими механическими свойствами, электрическими свойствами и более выраженными смазочными свойствами, широко используется в электронных компонентах, автомобильных деталях и других областях.
Немодифицированный огнезащитный состав PA марки UL94V-2, LOI от 20% до 22%, при контакте с открытым пламенем произойдет быстрое возгорание с выделением большого количества тепла, а также из-за наличия явления падения расплавленного пламени, что создает условия для дальнейшего распространения открытого пламени.
Чтобы предотвратить опасность возгорания, в отрасли установлены четкие требования к огнестойкости композитов PA, используемых в автомобилях, электроприборах и других продуктах, которые обычно должны соответствовать уровню UL94V-0.
Галогенированные антипирены широко используются в PA из-за их хорошей совместимости с PA и высокой огнезащитной эффективности. Антипирены, используемые в PA, также включают диэтилфосфонат алюминия (ADP) или его продукты с гидроксидом магния и гидроксидом алюминия.
Таким образом, в настоящее время в огнестойкой системе конструкционных пластмасс, огнестойких ПК/АБС, огнестойких ПК в основном используется фосфорный огнезащитный состав BDP. огнестойкий АБС-пластик, огнестойкий HIPS, огнестойкий ПБТ, огнезащитный PA в основном используют бромистый огнезащитный состав.
Первыми противокапельными агентами были такие продукты, как хлорированный полиэтилен и силиконовый каучук, которые постепенно были заменены высокомолекулярным политетрафторэтиленом (ПТФЭ) в качестве основного продукта на рынке из-за проблем экологичности, маневренности и миграции. В то же время было доказано, что ПТФЭ образует соединения с сурьмой в состоянии сгорания, что способствует огнестойкости в газовой фазе.
ПТФЭ обладает свойством фибрилляции под действием силы сдвига и в процессе переработки пластика образует сетчатую структуру, проходящую через матрицу пластика. При нагревании сам ПТФЭ не горит и обладает свойством сжиматься, поэтому его взаимопроникающая фибриллированная сетчатая структура может предотвратить капание пластика, тем самым увеличивая огнезащитные свойства пластика.
Специально модифицированный ПТФЭ с покрытием, добавляемый в состав огнестойких материалов, играет огнезащитную и противокапельную роль, помогая пластикам достичь более высоких стандартов огнестойкости.
По сравнению с обычным чистым порошком ПТФЭ, ПТФЭ с покрытием обладает превосходной диспергируемостью и простотой в эксплуатации, не агломерируется при комнатной температуре, не образует складок в изделиях, отлитых под давлением, не имеет кристаллических точек в черно-белых изделиях, а улучшение блеска поверхности изделия особенно очевидно. Благодаря хорошей совместимости ударопрочность составов с высокой ударопрочностью снижается в меньшей степени.
Противокапельный агент подходит для поликарбоната, АБС, ПК/АБС, УПП, ПБТ, PA огнестойких пластиков, которым требуется степень огнестойкости V-0 или V-1.
В области огнестойкости конструкционных пластиков компания YINSU Flame Retardant занимается разработкой передовых огнезащитных решений, предлагая широкий ассортимент антипиренов, адаптированных для различных типов пластмасс. Уделяя особое внимание исследованиям и разработкам, компания добилась значительных прорывов в создании экологически чистых и эффективных антипиренов, отвечающих растущим требованиям различных отраслей промышленности. Компания YINSU Flame Retardant продолжает расширять границы технологий и разработала специальные антипирены для различных инженерных пластиков, таких как PET-55D и YS-F22B , которые не только повышают безопасность инженерных пластиков, но и способствуют более устойчивому будущему.
