Технология и применение полимерных синергетических огнезащитных материалов

Технология и применение полимерных синергетических огнезащитных материалов

При применении полимерных антипиренов единичные разновидности используются редко. Чаще всего несколько антипиренов или синергетических антипиренов используются вместе для достижения огнестойкости и уменьшения количества антипирена или снижения затрат. Вот некоторые широко используемые синергетические огнезащитные технологии в последние годы.

Я. Галоген-сурьмяный синергетический огнезащитный состав

Комбинированное использование соединений галогена и сурьмы является наиболее типичной синергетической огнезащитной технологией и наиболее широко используемой огнезащитной системой.

Синергетический огнезащитный механизм галоген-сурьмяной системы заключается в следующем:

Sb₂O₃+HX→2SbOX+H₂O

5SbOX(ы)→Sb₄O₅X₂(ы)+SbX₃(г)↑

4Sb₄O₅X₂(т)→5Sb₂O₄X(г)+SbX₃(г)↑

3Sb₂O₄X(г)→Sb₂O₃(т)+SbX₃(г)↑

С повышением температуры галогенид сурьмы разлагается в диапазоне 245–565°C с образованием тригалогенида сурьмы, который играет роль кислородного барьера в его газовой фазе. Кроме того, дегидратация галогенида сурьмы и разложение галогенных радикалов также имеют эффект улавливания свободных радикалов.

В настоящее время предметом исследований является разработка заменителей сурьмы и лучших синергистов с целью дальнейшего улучшения комплексных характеристик.

II. Синергетическая огнестойкость галогенов и неорганических соединений

При исследовании галогенного огнестойкого полиэтилена было установлено, что дихлордиметиленовый мостик-займ-алкан (DECHL) и гидрат оксида олова обладают высоким синергическим огнезащитным действием. Для некоторых специальных огнезащитных систем синергетический эффект некоторых оксидов металлов и галогенов лучше, чем оксида сурьмы.

Например, в огнестойкой системе DECHL нейлон 66 оксид железа (Fe₂O₃), оксид цинка (ZnO) являются хорошей альтернативой Sb₂O₃, особенно добавлению оксида железа, для достижения того же уровня огнестойкости (0,4 мм В- 0 уровень), вы можете добавить антипирен DECHL, чтобы уменьшить количество на 40%, демонстрируя превосходный синергетический эффект; Использование оксида цинка вместо Sb₂O₃ повышает значение CTI огнестойкого нейлона 66.

Кроме того, использование бората цинка в сочетании с Sb₂O₃ в огнестойкой системе DECHL из нейлона 6 может улучшить общие характеристики огнестойких материалов, особенно значительно увеличился CTI.

III. Галоген-фосфорный синергетический огнезащитный состав

Твердофазный огнезащитный фосфор и газообразный огнезащитный галоген взаимодействуют друг с другом, образуя лучший огнезащитный эффект от газовой фазы до твердофазного диапазона, фосфорный антипирен иногда также может играть огнезащитную роль в газовой фазе. .

Галогенные и фосфорные антипирены могут образовывать галогениды фосфора и оксигалогениды фосфора при высоких температурах, что указывает на аналогичный синергетический эффект галогена и сурьмы между фосфором и галогенами в газовой фазе, и, таким образом, фосфорный антипирен может заменить некоторые галогеновые полимерные материалы. или сурьму для достижения того же огнезащитного эффекта, что снижает определенную стоимость.

Соединенные Штаты Дж. Грин и другие фосфор, бром синергетический огнезащитный эффект HIPS, АБС, ПК и его сплавы и т. д. провели исследование и обнаружили превосходный синергетический огнезащитный эффект.

IV. Фосфорно-азотный синергетический антипирен

Механизм огнезащиты фосфорно-азотной огнезащитной системы связан с сочетанием атомов фосфора и азота в молекуле.

Поскольку атомы фосфора и азота не связаны напрямую с огнезащитной системой фосфор-азот, они могут играть отдельную огнезащитную роль, а также могут играть синергетическую роль.

Для фосфора атомы азота в молекуле непосредственно связаны с фосфорно-азотной связью огнезащитной системы, электроотрицательность атома азота посла электрофильности атомов фосфора увеличивается, то есть плотность атома фосфора в электронном облаке уменьшается, кислотное усиление Льюиса и способствует возникновению дегидратационной карбонизации.

Огнезащитная система расширяющегося типа, содержащая элементы фосфора и азота, оказывает огнезащитный эффект одновременно в конденсированной и газовой фазах.

Фосфорно-азотные синергетические огнезащитные системы широко используются в полиолефиновых смолах, конструкционных пластмассах, термопластичных эластомерах, резиновых материалах.

В. Галоген-кремниевый синергетический огнезащитный состав

Кремнийсодержащие полимеры образуют стеклоуглеродный слой, если кремний остается в конденсированной фазе во время горения, предотвращая тем самым распространение тепла и вещества.

Дж. Р. Эбдон и др. изучили огнестойкость различных полистиролов с привитым хлорсиланом и ПВС и обнаружили, что огнестойкость полистирола, содержащего как кремний, так и бром (хлор), значительно превосходит огнестойкость полистирола с одним кремнием или бромом (хлором), что доказывает синергетическую огнестойкость полистирола. силикон-галогеновая система.

Процент кремниевого остатка после разложения при горении полистирола, содержащего кремний-галоген, в определенном диапазоне выше, чем у полистирола, содержащего только силикон, что указывает на то, что синергетический огнезащитный эффект системы кремний-галоген возникает как в конденсированной фазе, так и в газовой фазе.

VI. Полимерная композиция Синергетический огнезащитный состав

Когда полимеры горят, образование угля поглощает горючие газы и действует как тепловой барьер вокруг несгоревшего материала, предотвращая тем самым дальнейшее распространение пламени, и, следовательно, сжигание угля полезно для огнестойкости материала.

Типичные приложения, например, Геннади Э. Зайков и др. Изучено введение поливинилового спирта в огнезащитные композиты PA66, идея основана на возможности повышения при высоких температурах кислотно-катализируемой реакции дегидратации, то есть за счет разложения PA66 с получением гидролиза кислые продукты для реакции, чтобы обеспечить условия, но и ускорить межмолекулярную сшивку в углерод, улучшая огнезащитные свойства.

Эту систему обугливания называют «синергетическим обугливанием», поскольку параметры образования обугливания и подавления пламени значительно лучше у поливинилового спирта и смесей PA66, чем у чистого поливинилового спирта и чистого PA66.

VII. Синергетическая огнестойкость инициаторов

Синергическую огнезащитную систему брома и инициатора можно проследить до бромного антипирена с олигомером диизопропилбензола и огнестойкого пенополистирола ГБЦД. Этот составной антипирен также является отличным антипиреном для ПП, ПЭ, АБС и других материалов, характеризуется низкой дозировкой, хорошим эффектом, хорошей стабильностью и нетоксичностью.

ДМДПБ и его производные представляют собой неперекисные модификаторы поперечной сшивки полимерных материалов, которые также могут использоваться в качестве синергистов антипиренов, обычно используемых бромных антипиренов и ДМДПБ для компаундирования.

Кроме того, синергетическая огнестойкость бром-фосфор-инициатор использует синергетический эффект между антипиреном, а также синергистом и коэффектором для уменьшения количества бромистого антипирена, тем самым уменьшая влияние на механические свойства материала.

Пэн Чжихан, Пэн Вейли и т. д. MHP, MHB, инициатор и другие добавки используются для производства огнестойких полипропиленовых компаундов без поверхностного осаждения, огнезащитного класса до UL94 V0, система обладает высокой огнезащитной эффективностью, хорошей мобильностью. , неосаждение и другие характеристики.

Система характеризуется высокой огнезащитной эффективностью, хорошей текучестью, отсутствием осадков и т. д. Бром-фосфорный инициатор обладает хорошей огнезащитной эффективностью, что имеет большое значение для снижения количества бромистого антипирена, а огнезащитный эффект более идеален, чем использование одного антипирена, и огнезащитная система бром-фосфор-азот-инициатор может быть расширена на этой основе и может быть более широко распространена. используется в огнестойком ПП.

Составные синергические различные огнезащитные системы позволяют получить более превосходные экономически эффективные огнезащитные продукты, многие полимеры полагаются на один антипирен, трудно получить желаемый огнезащитный эффект, поэтому будущее различных типов огнезащитных синергетических эффектов исследований следует еще подчеркнуть.

Заключение

Полимерная синергетическая технология огнезащитных средств обеспечивает лучший огнезащитный эффект и экономическую эффективность за счет сочетания нескольких антипиренов. Среди множества синергетических систем огнезащитные составы компании YINSU Flame Retardant Company также демонстрируют замечательные синергетические эффекты. Например, когда его Т3 используется с бромными антипиренами, он может оказывать высокоэффективный синергетический эффект антипирена и значительно улучшать огнезащитные характеристики материалов.

Кроме того, синергетический эффект К100 Использование огнезащитных материалов для кабелей из ПЭ и ПВХ также очень очевидно, что обеспечивает лучшее решение для огнестойкой модификации кабельных материалов. Применение этих синергетических антипиренов еще больше расширяет сферу применения и повышает эффективность технологии полимерных антипиренов, обеспечивая мощную поддержку развитию смежных отраслей.