复配磷酸酯阻燃PC/ABS合金

概述了国外用于pc/abs合金的磷酸酯阻燃剂单磷酸酯、双磷酸酯和磷酸胺的现状与研究进展。近年来许多跨国公司在pc/abs合金的阻燃剂上投入大量的研究工作。近期发表的关于pc/abs合金阻燃剂的专利数目大大超过了任何一种聚合物阻燃剂的专利数量。由于聚碳酸酯是燃烧成炭率很高的聚合物,以固相作用为主的阻燃剂尤其是磷酸酯成为pc/abs合金阻燃剂的最佳选择。

文章研究了磷酸酯类阻燃剂rdp、bdp以及它们与tpp的协同作用对pc/abs合金的阻燃性能、热失重行为以及力学性能的影响。结果表明,pc/abs合金的loi随着阻燃剂的增加而增加,当阻燃剂rdp和bdp添加量均为15%时,loi达到最大值,分别为36.3%和35.3%,且均达fv-0级。通过热重分析表明,阻燃pc/abs比纯pc/abs合金的分解速率小得多。研究还表明,阻燃剂的协同作用使pc/abs合金的阻燃性能优于添加单一阻燃剂的pc/abs合金的阻燃性能。

本文通过差示扫描量热仪(dsc)实验研究了四苯基-(双酚a)-二磷酸酯阻燃pc/abs的熔融、结晶性能。结果表明:四苯基-(双酚a)-二磷酸酯对pc/abs起到了异相成核的作用,提高了pc/abs的结晶度。

目前非卤阻燃pc/abs已成为开发、应用的主要趋势,其中磷系阻燃剂低毒、持久、价廉,不仅能对合金有效阻燃,而且能改善合金的加工流动性,是近年来发展迅速的一种高性能阻燃剂。综述了近年来国内外阻燃pc/abs合金用磷系阻燃剂的现状及研究进展,重点介绍了各种无机磷系和有机磷系阻燃剂的种类、配方及其对pc/abs合金阻燃性能的影响,并简要介绍了相关阻燃机理。开发磷含量高、相对分子质量大、热稳定性好、低毒、低烟的磷系化合物,以及利用不同磷酸酯在气固相协效阻燃的特性进行的复配技术成为有机磷系阻燃剂发展的趋势。

在双酚a型聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金(pc/pbt)中分别采用两种芳基磷酸酯[间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(rdp)和双酚a双(二苯基磷酸酯)(bdp)]为阻燃剂,考察了其对pc/pbt合金力学性能、阻燃性能和其在锥形量热仪中的热释放行为影响。并且采用差示扫描量热仪(dsc)研究了芳基磷酸酯对pc/pbt体系的酯交换反应,以解释力学性能变化的原因。结果表明,rdp和bdp在pc/pbt中用量为10%时均达到ul94v-0级别,但加入bdp的体系的力学性能优于加入rdp的体系。热释放行为说明,rdp的阻燃作用同时包括气相与凝聚相作用,而bdp主要为凝聚相阻燃作用。bdp明显地抑制了pc/pbt的酯交换反应,因此有较好的力学性能。

结合飞机使用的聚碳酸酯(pc)及pc/(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(abs)合金,综述了2000年以来国内外有关pc、pc/abs合金用无卤阻燃剂的研究进展,包括含磷阻燃剂、含硅阻燃剂、含硫阻燃剂和纳米阻燃技术等,介绍了它们的阻燃效果和阻燃机理等。指出采用含硅阻燃剂阻燃飞机部件用pc及pc/abs合金是必然趋势。

用于阻燃pc/abs的无卤芳香族磷酸酯的研究进展 作者：欧育湘，陈宇，韩廷解，赵毅，ouyuziang，chenyu，hantingjie，zhaoyi 作者单位：北京理工大学国家专业阻燃材料实验室,北京,100081 刊名：合成树脂及塑料 英文刊名：chinasyntheticresinandplastics 年，卷(期)：2008,25(2) 被引用次数：4次 参考文献(23条) 1.欧育湘;韩廷解;李建军阻燃塑料手册2007 2.levchiksv;weiledreviewofrecentdevelopmentintheflameretardancyofpolycarbonates[外文期 刊]2005(07) 3.李秉海双酚a型磷酸酯低聚物的合成及用于阻燃热固性塑料的研究2007 4

综述了近年来国内外pc/abs合金无卤阻燃改性的研究进展。介绍了pc/abs合金体系无卤阻燃剂的分类、阻燃机理及存在的一些问题和解决方法。重点阐述了有机磷系阻燃剂及其对pc/abs合金的阻燃性能、热分解和力学性能等的影响,并指出了今后的研究重点和发展方向。

通过非等温热失重方法对无卤阻燃剂双酚a双磷酸二苯酯(bdp)和sb2o3及其复配体系,以及采用该类阻燃剂的聚碳酸酯(pc)/(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(abs)合金的热分解行为进行了研究;同时,对采用该类阻燃剂的pc/abs合金的力学性能、阻燃性能进行了研究,并通过扫描电镜对加入bdp的pc/abs合金的微观结构进行了研究。结果表明,bdp/sb2o3为7/3、质量分数为10%时,合金的综合性能优良,氧指数达到29.5%,缺口冲击强度达到84.23kj/m2;bdp对pc/abs合金具有一定的增容效果。合金可用于汽车行业、电子电器等行业。

研究了阻燃剂磷酸三苯酯(tpp)、增容剂对pc/abs共混合金性能的影响。结果表明,tpp可显著提高pc/abs合金的阻燃性能,mbs可改善体系的力学和加工性能;当pc∶abs=3∶1时,在体系中加入10.5%的tpp,并配以5%的mbs及适量其他助剂,可制得阻燃等级为v-0级且力学性能优良的无卤阻燃pc/abs合金,可满足电子电气产品的应用要求。

采用能量色散型x射线荧光光谱仪测量无卤阻燃pc/abs合金中的磷含量,对检出限、样品形状及测量时间的确定进行了研究,并作了样品的稳定性试验。实验结果表明,该方法检出限可达123mg/kg,测试样品选用质地均匀的板材时测试结果的重复性较好,样品的时间稳定性为6d。

采用毛细管流变仪研究了无卤阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(pc/abs)的流变行为,得到了熔体表观黏度及切应力与剪切速率的关系。结果表明,无卤阻燃pc/abs合金熔体为假塑性流体,表观黏度随剪切速率的增加而降低;在230℃时,合金的非牛顿指数随着阻燃剂含量的增加而增加;在剪切速率为20~3000s-1时,合金黏度对温度不敏感,即实现黏度降低,采用升温法效果不佳。

采用分子筛与磷酸酯类阻燃剂(p-2)复配制备了高耐热、无卤阻燃聚碳酸酯(pc)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(abs)合金。研究了4a分子筛、13x分子筛与p-2复配对pc/abs合金阻燃性能、力学性能、热稳定性能的影响。结果表明,分子筛与p-2的复配能有效地缩短pc/abs合金余焰燃烧时间;分子筛使pc/abs合金体系的韧性降低,刚性提高,耐热性能提高;p-2与经偶联剂处理的4a分子筛复配而成的阻燃剂的性能较好。

通过极限氧指数和锥形量热分析研究了阻燃剂聚硼硅氧烷(bsi)对聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(pc/abs)合金的阻燃作用。结果表明,添加5%(质量分数,下同)的bsi可使pc/abs合金的极限氧指数从24%提高到28.6%;添加bsi可使火灾性能指数升高63%,并且可减少燃烧过程中产生的烟、热及co、co2等有害气体,促进成炭,保护基体材料,缓和燃烧过程,降低火灾安全隐患。

通过9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo)、乙烯基甲基二甲氧基硅烷(wd-23)和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(db902)之间的反应,合成了一种新型含磷阻燃剂:10-(乙基甲基二甲氧基硅烷)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物/γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷共聚物(dpwdf)。利用热重分析(tga)研究了阻燃剂及阻燃pc/abs的热稳定性。结果表明:480℃以后,阻燃剂在空气氛围中的残炭量比在氮气氛围中的高;阻燃剂提前于基体pc/abs分解,有利于促进基体成炭,提高基体的高温残炭量。

本文利用实验室方式对阻燃剂进行了合成,得到了一种新型的含磷阻燃剂,并对它的阻燃性能进行了理化分析。同时对其与pc/abs材料共同阻燃效果进行了评价和总结。

在前人对bdp阻燃pc/abs合金的实验研究基础上,借助计算机强大的运算能力辅助bdp阻燃pc/abs合金进行了配方设计。根据bp三层感知器神经网络结构,确定了用于bdp以及bdp/sio2复配体系阻燃pc/abs合金配方建模的人工神经网络的输入、输出以及隐层模式,选用sigmoid函数作为用于建模的bp网络各层的激活函数,以pc/abs、sio2和bdp三组分在配方中的比重作为三层bp人工神经网络的输入,通过设置3个隐层节点,建立以极限氧指数(loi)或伸长率分别作为输出的单目标模型。经过利用9对试样分别作为训练样本和测试样本对网络进行训练、测试,当输出量设为极限氧指数(loi)时,预测误差在±4%以内;当输出量设为伸长率时,预测误差在±5%以内,均能满足实用配方的要求。

陕西科技大学的安秋凤等人以磷酸三丁酯、磷酸、环氧氯丙烷为原料，合成了磷酸酯中间体；再将其与n-β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷反应，合成了磷酸酯聚硅氧烷。将磷酸酯聚硅氧烷乳化成透明乳液，并用于棉织物的整理，整理后的棉织物阻燃性能和柔软性良好。最佳整理工艺为磷酸酯聚硅氧烷用量200g／l，二浸二轧（轧余率70％），170℃焙烘2min。

出光石化开发无阻燃剂的阻燃PC/ABS合金

磷酸酯类阻燃剂系由胺类、磷酸和甲醛缩聚制得,可合成为固态或液态阻燃剂,分别用于各种高分子聚合物或木制品等的阻燃。对磷酸酯类阻燃剂的生产工艺进行了研究,并简述了其阻燃机理及应用情况。

以五氧化二磷-淀粉-蜜胺为原料,合成了无卤环状类磷酸酯蜜胺盐聚合物(ifr),实验显示原料摩尔配比为1.4∶1∶2的ifr的阻燃性能最佳,该阻燃剂阻燃聚丙烯的极限氧指数(loi)可以达到30.2。傅里叶红外光谱分析表明该阻燃剂具有环状结构,在热重分析中该阻燃剂表现出优异的热稳定性和很高的成碳性。以该阻燃剂掺入聚丙烯中,结果表明它是一种良好的阻燃剂。

利用锥形量热仪进行实验,对比分析不同配方比下膨胀型阻燃pc/abs合金材料的点燃时间(tti)、热释放速率(hrr)、质量损失速率(mlr)、火灾危险性指数(pkhrr/tti)等燃烧参数,进而全面了解不同配方比下材料的燃烧性能以及阻燃效果。在实验基础上对含不同比例的聚磷酸铵(app)与三聚氰胺(ma)的膨胀型阻燃剂不同阻燃机理进行讨论。