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有机硅有机硅有机硅/聚合物阻燃改性应用与研究进展2006-11-140:00:00来源：www.chemhello.com???硅系阻燃剂具有诸多优点，如含硅阻燃聚合物燃烧热值低，燃烧时少烟无毒，火焰传播速度慢；同时还能改善基体树脂的力学性能和耐热性能等。因此尽管硅系阻燃剂的成本较高，仍然成为近年来研究的热点。硅系阻燃剂分为无机硅阻燃剂和有机硅阻燃剂两种，对无机硅阻燃剂的研究既有对传统的无机硅填料的阻燃研究，也有对新型材料--聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的研究。对无机硅阻燃材料的研究目的主要是提高无机硅填料与基体的相容性，并提高其阻燃效率。有机硅系阻燃剂具有高效、低烟、无毒、防熔滴、对基材性能影响小等优点，对有机硅系阻燃材料的研究主要是通过改进分子结构、提高分子量等来提高阻燃效果、改善成炭性及基体材料的加工和力学性能。1有机硅/聚合物共混阻燃改性有机硅具有优异的热氧化稳定性，这是由构成分子主链的硅氧键的性质所决定的。有机硅的闪点几乎都在300℃以上，具有难燃性。将硅橡胶或者硅树脂与聚烯烃共混，可以有效地提高聚烯烃的防熔体滴落和阻燃抑烟性能，其力学性能和加工性能也有所改善。美国GE公司的硅烷聚合物SFR-100和SFR-1000既可单独作为阻燃剂使用，又可和多种协同剂并用，用于阻燃聚烯烃，低用量即可满足一般阻燃要求，同时在加工过程中，润滑性能优异，容易充模并降低加工温度。而DowCorning公司推出的"D.C.RM"系列阻燃剂，是一种分子上带有环氧基、甲基丙烯酸酯和胺基官能团的硅树脂微粉，1%-8%的添加量即可制得发烟量、放热量、CO产生量均较低的阻燃材料。日本NEC公司和住友化学公司共同开发出聚碳酸酯(PC)用新型硅系阻燃剂，阻燃性等于或高于一般溴系阻燃剂，但其冲击强度是溴系阻燃剂的4倍，接近于纯PC树脂。用该阻燃剂开发出的UL94V-0级PC树脂，阻燃剂分散均匀，燃烧时会迁移到表面，形成阻隔层，防止进一步燃烧。信越公司开发出的PC阻燃用有机硅低聚物X-40-9243、X-40-9244和有机硅树脂，主要用于PC的阻燃。在PC树脂中加入上述有机硅产品并熔融混匀，便可得到环境友好的无卤阻燃材料。它们与PC树脂的相容性优良，且不会损害树脂的成型加工性、冲击强度和防湿性。添加适量X-40-9805后，材料的特性如下(括号内数字为纯PC的相应值)：熔体流动速率118(104)g/10min，弯曲强度930(960)MPa，弯曲弹性模量22(23)GPa，冲击强度800(970)J/m，热变形温度134(138)℃，洛氏硬度60(63)，阻燃性达UL94V-0(V-2)级，极限氧指数38(28)。TeijinKasei公司(TEIQ)介绍了他们的发明专利--一种阻燃芳族PC树脂。在该树脂中加入约5%的有机硅化合物，具有良好的阻燃性，耐冲击及耐湿性，可用于制造模具材料、办公设备和机械配件等。信越公司还介绍了一种阻燃的PC共混物，其组分为芳香族PC、其他热塑性树脂、有机聚硅氧烷和微量的铂金属。这种高分子复合物可用于模压制品，如电子电气设备、汽车配件、建筑和民用电器等。Kaneka公司制备了一种阻燃剂，它的分子骨架由硅氧基和铝氧基联结而成，同时分子中还含有芳香环。该阻燃剂能用于各种树脂的阻燃，尤其适合于芳香族树脂及它们的聚合物合金。他们的专利还有一种阻燃PC，主要成分为PC、分子骨架为硅氧键和硼氧键的聚合物以及芳香硫化物的金属盐。该阻燃材料阻燃性好，价格低廉，无卤无磷，适合制作电子元器件。IshidaM等发明一种阻燃芳香族PC，该材料以有机硅化合物作为阻燃成分，其中含有Si-H基团和特殊的芳香基团，用于模压制品，其物理力学性能及电气性能优良。有机硅阻燃剂和聚烯烃共混，很少能达到UL94V-0级，但是在PC和PC-ABS中的阻燃效果很好，因此对有机硅阻燃PC的研究也比较多。李晓俊等采用苯基甲基硅树脂对PC进行阻燃改性，试验结果表明，苯基甲基硅树脂可有效提高PC的缺口冲击强度和拉伸强度，并提高热变形温度，而对PC电性能影响不大，在苯基甲基硅树脂含量为6%时，材料的氧指数从28提高到40.6，阻燃级别由UL94V-2级提高到UL94V-0级，可应用于阻燃性能要求高的场合。2有机硅/阻燃剂协效阻燃改性聚合物一般而言，单独的有机硅阻燃剂阻燃效率不高，需要与其他阻燃剂或化合物协同使用，方能达到理想的阻燃效果。林国良等研究了十溴联苯醚(DBD-PO)、三氧化二锑(Sb2O3)、含氯聚合物和硬脂酸镁与硅橡胶的协同作用对ABS燃烧性能的影响。结果表明：DBDPO/Sb2O3阻燃体系配合含氟聚合物对ABS/硅橡胶共混物的阻燃效果较好。当硅橡胶2份、含氟聚合物1份、添加剂DBDPO/Sb2O320份时，ABS的氧指数达27；二盐基亚磷酸铅对硅橡胶/硬脂