阻燃热塑性工程塑料.ppt

阻燃热塑性工程塑料概述一般溴系阻燃剂阻燃的聚酰胺阻燃聚酰胺(PA)是一种应用广泛的阻燃工程塑料它用于电子、电气、仪表、汽车等行业已有近30年的历史。工业上生产的PA有增强型及未增强型两类阻燃产品一般要求具有UL94V－0阻燃级。阻燃PA的方法大多数采用添加型阻燃剂近年也出现一些以反应型阻燃剂阻燃的PA例如主链上含三芳基氧化膦的尼龙66共聚物。由于PA的加工温度较高所以它采用的添加型阻燃剂是芳香族溴系阻燃剂从权衡各种因素(效幸、加工、价格、对材料性能的影响等)考虑可推荐使用的主十溴二苯醚(DBDPO)、溴代聚苯乙烯(BPS)、聚丙烯酸五溴苄酯(PPBBA)、溴代环氧树脂(lBER)及十四溴二苯氧基苯(DBDPOB)等。此外氯系阻燃剂中的得克隆(DCRP)磷系中的微胶囊化红磷(EP)氮系阻燃剂中的三聚氨胺三聚氰酸盐(MC)也是PA的有效阻燃剂。在上述推荐采用的5种溴系阻燃剂中它们的阻燃效率基本上是相近的价格则以DBDPO及BPS较低且两者的热稳定性电极佳。DBDPO的缺点是易渗出和耐光性不好且导致材料抗冲强度严重恶化。BPS的优点是在PA中较难渗出。阻燃热塑性工程塑料阻燃热塑性工程塑料当此共聚物与树脂(如PA)混配时MA或GMA可与树脂反应使混配扭矩增加25%~50%且增高幅度与共聚物中官能团的含量成比例。与此相应混配时的熔融压力也增高15%~40%而材料的熔流指数则降低l5%~40%。表中配方分为两类一类含PTFE为抗滴剂另一类不含PTFE而表中的控制试样则以PDBS为阻燃剂。表11-1中数据表明当以PDBS－MA为阻燃剂时PTFE恶化材料的阻燃性。当共聚物中MA含量低时试样产生明燃滴落但在点燃棉花前自熄。当共聚物中MA含量增加时明燃滴落减少；当MA含量达到0.4%时明燃滴落消失。另外当共聚物中MA含量为0.4%时即使配方中不含PTFE试样也不产生滴落。从配方中除去PTFE可降低材料成本也可避免由于PTFE带来的加工问题。阻燃热塑性工程塑料阻燃聚酰的的抗冲强度及抗拉伸长率以含MA0.2%或0.4%的PDBSMA阻燃的PA6其带缺口抗冲强度比以PDBS阻燃者分别可提高40%及55%但含0.1%MA的PDBS－MA对材料抗冲强度的不利影响甚至大于PDBS前者阻燃的PA6的抗冲强度仅为后者阻燃约80％。阻燃热塑性工程塑料阻燃热塑性工程塑料阻燃热塑性工程塑料阻燃热塑性工程塑料1阻燃热塑性工程塑料最近有研究指出可用KMnO4将BMPPS一步氧化为BCPPO简化了合成的工艺。BHPPO也是经3步合成的。第一步是对溴苯基四氢吡喃醚(此醚系由对溴苯酣与二氢吡喃反应制得熔点55~56℃)与镁屑反应生成Crignard试剂苯基四氢吡喃酯溴化镁。第二步是后者与二氯苯基氧化膦反应生成三苯基氧化膦双四氢吡喃双醚第三步是从双醚上脱去保护基团以转变为所需产物BHPPO。它是一白色晶体熔点233.5~234.5℃。反应时中间体不必分离。HPDPPO是作为一种含磷的终链剂应用的它的合成与BHPPO相仿唯以甲醚代替四氢吡喃酶以一氯二苯基氧化膦代替二氯苯基氧化膦为原料。阻燃热塑性工程塑料含磷共聚聚胺酰胺的制备阻燃热塑性工程塑料含磷共聚酰胺的性能按上法合成的含磷阻燃尼龙66共聚物中TPO的含量可达30%(摩尔下文同)。当含量为10%～20%时所得共聚物可结晶形成韧性的抗溶剂的薄膜。当含量达30%时共聚物的结晶性完全破坏。共聚物的玻璃化温度随共聚物中TPO含量的增加而上升含30%TPO的共聚物的Tg为89℃不含TPO者为58℃。阻燃热塑性工程塑料阻燃热塑性工程塑料氧化膦在凝聚相及气相均可发挥阻燃效能。ESCA分析证明对含TP020%的共聚物在室温下其表面的磷含量甚低但将聚合物在空气中暴露于540℃(接近锥形量热计的试验温度)5min后其表面的磷含量明显增高。这说明磷在凝聚相起阻燃作用。据推测共聚物中的大部分磷系残留于凝聚相中作为炭层组分且可能系以磷酸盐存在而仅有一小部分磷进入气相中。对于一个有效的阻燃系统发生于凝聚相中的断链应消耗大量的能而逸至气相中的可燃气体则应尽可能小。在高温下含TPO的尼龙66共聚物分解和生成小的微粒而共聚物表面的磷浓度增高这有力地说明嵌入尼龙66主链的TP0至少有相当部分在凝聚相发挥阻燃作用。尼龙-6及其符合材料的热释放速率对比磷是含氧高聚物的有效阻燃剂所以含溴磷酸酯TDBPPE特别适用于阻燃PC当用量为7.5%左右时即可使材料获得UL94V-0阻燃级；如在PC中加入0.3%特氟隆则3%的TDBPPE即能达到V-0级的要求。TDBPPE在模塑时可与PC熔融共混故TDBPPE还同时作为加工助剂而克服了PC加工时的困难。表11-5列有一种溴化合物阻燃的PC的性能。并与未阻燃PC做了比较。阻燃热塑性工