Useimmat polymeerimateriaalit ovat palavia ja palavia materiaaleja, joilla on korkea lämmönvapautumisnopeus, korkea lämpöarvo, nopea liekin etenemisnopeus, vaikea sammuttaa ja joskus tuottavat paksua savua ja myrkyllisiä kaasuja, uhkaavat ihmisten käyttöikää ja omaisuusturvallisuutta. Siksi materiaaleille, kuten elektronisille laitteille ja kotitalouksien rakennusmateriaaleille, on vastaavia palontorjuntastandardeja, ja liekinestoaineiden lisääminen on tärkein tapa saavuttaa polymeerin liekinesto.
Ensinnäkin liekinestoaineiden määritelmä.
Liekinestoaine, joka tunnetaan myös nimellä liekinestoaine, palonkestävä aine tai palonestoaine, on apuasia, jota käytetään parantamaan materiaalien liekinkestävyyttä, estämään materiaalin sytytystä ja tukahduttamaan liekin etenemistä. Se auttaa estämään tulipaloja, hidastamaan tulipalojen leviämistä, vähentämään lämmön vapautumista, savua ja myrkyllisiä päästöjä. Tärkeintä on lisätä turvallisen paeta -aikaa.
Liekinestoaineiden historia voidaan jäljittää vuoteen 1820. 1960 -luvulta lähtien liekinestoaineita on vähitellen tuotettu ja levitetty suurina määrinä. Toistaiseksi liekinestoaineet ovat kehittyneet toiseksi suurimmaksi lisäainiksi pehmittimien jälkeen.
Liekinestoliekkienestoaineiden hidastinmekanismi sisältää pääasiassa:
1) Lämmön imeytyminen: Liekinestoaineet hajoavat ja haihtuvat lämmitettäessä, absorboivat lämpöä ja vähentävät palamislehden pintalämpötilaa, mikä on rooli liekinestossa;
2) Peittotoiminto: Lämmityksen jälkeen muodostetaan peitelakerros eristys- ja happea esteen aikaansaamiseksi;
3) Ketjun murtumisreaktio: Kaappaa palamisen aiheuttamat vapaat radikaalit palamisreaktion viivästymiseksi tai lopettamiseksi;
4) Palamaton kaasun tukehtuminen: Lämmitys hajoaa palamattomat kaasut, laimentaa happea ja palavia kaasupitoisuuksia.
Toiseksi liekinestoaineiden tyypit.
On olemassa monen tyyppisiä liekinestoaineita, jotka voidaan jakaa orgaanisiin liekinestoaineisiin ja epäorgaanisiin liekinestoaineisiin niiden kemiallisen rakenteen mukaan. Elementin tyypin mukaan se voidaan jakaa halogeenijärjestelmään, fosforijärjestelmään, typpijärjestelmään, piisysteemiin, magnesiumalumiinijärjestelmään, molybdeenijärjestelmään jne. Liekin hidastimien ja liekin hidastimien välisten materiaalien välisen suhteen mukaan ne voidaan jakaa lisättyihin liekinestoaineisiin ja reaktiivisiin liekin hidastumiseen. Seuraava kaavio on karkea luokittelu liekinestoaineista:
Tällä hetkellä käytetyt liekinestoaineet sisältävät pääasiassa epäorgaanisia, orgaanisia fosforia ja orgaanisia halogeeneja. Näiden kolmen liekinestoaineen suorituskyky, liekin hidastin tehokkuus, ympäristöystävällisyys ja edut ovat seuraavat:
Yksi on halogeeniliekin hidastin.
Halogeen liekinestoaineet viittaavat orgaanisiin liekinestoaineisiin, jotka koostuvat pääasiassa halogeeneistä, joita on käytetty laajasti 1960 -luvulta lähtien. Bromin liekinestoaineet ovat sen edustavia ja yksi suurimmista orgaanisten liekinestoaineista, jotka on tuotettu maailmassa. Bromin liekinestoaineet hajoavat 300 asteessa ja voivat vangita polymeerien hajoamisreaktioiden aiheuttamat vapaat radikaalit, viivästyttäen tai lopettamalla palamisreaktiot ja vapauttaen liekin hidastuvan HBR-kaasun palavien kaasujen estämiseksi.
Päätuotteet: Tetrabromobisfenoli A, Decabromodifenyyli -etaani jne.
Ominaisuudet: Korkea liekinestoaineen tehokkuus, alhainen käyttö, kohtalainen hinta, minimaalinen vaikutus materiaaliominaisuuksiin, mutta korkean palamisen savu ja myrkyllisten ja syövyttävien kaasujen vapautuminen.
Kuva 10 Bromodifenyylietaani liekin hidastin Masterbatch, tuottama Haiwang Chemical.
Kansainvälinen yhteisö on peräkkäin ottanut käyttöön säädöksiä ja politiikkoja, kuten POPS -yleissopimus, WEEE, ROHS, Reach jne. Halogeen liekinestoaineet rajoittuvat tiukasti ympäristönsuojeluun. Bromiresurssien niukkuuden ja monopolin vuoksi maailmassa bromin hinta on noussut nopeasti, ja bromipohjaisten liekinestoaineiden kustannusetu on vähitellen menettänyt, mikä johtaa markkinaosuuden asteittaiseen laskuun.
Toinen on fosforipohjainen liekinestoaineet.
Fosforin liekinestoaineisiin kuuluvat orgaaniset fosforin liekinestoaineet ja epäorgaaniset fosforin liekinestoaineet. Pääominaisuudet: matala myrkyllisyys, pieni savu, matala halogeeni tai jopa halogeenivapaa, korkea hyötysuhde ja pieni annos.
Mikrokapselin punainen fosfori -masterbatch kuvajohdoista, Hanzhong Zall.
1) Orgaaninen fosforin liekin hidastin.
Päätuotteet: fosfonihappoesterit, fosfaattiesterit, hypofiittiesterit, orgaaniset fosfaattisuolat, fosfiinioksidit, fosfori -typpiyhdisteet jne.
Fosforiyhdisteiden sisältävien fosforin lämpöhajoamistuotteilla on voimakkaita kuivumisvaikutuksia, jotka voivat hiilihapota hiilellä peitetyn polymeerin pinnan, muodostaa hiilikalvon, eristää ilmaa ja saavuttaa liekinestoaineita.
Haitat: Huono lämmönkestävyys, korkea volatiliteetti, muovin lämpömuodostuslämpötilan heikkeneminen.
2) Epäorgaaninen fosforin liekin hidastin:
Päätuotteet: punainen fosfori, mikrokapseloitu punainen fosfori, ammoniumfosfaatti, ammoniumpolyfosfaatti (APP) jne.
Sovellusta voidaan soveltaa kiistanalaiseen liekinestoainejärjestelmiin, joita käytetään pääasiassa polyolefiiniin, polyuretaanivaahtoihin, pinnoitteeseen ja muihin liekinestoaineisiin.
Kolmas on metallihydroksidit.
Se koostuu pääasiassa alumiinihydroksidista ja magnesiumhydroksidista, se on liekinestoaine, joka integroi liekinestokyvyn, savun tukahduttamisen ja täyttämisen. Pääominaisuudet: myrkyttömät, ei-syövyttämättömät, hyvä stabiilisuus, hyvä ei-stabiilisuus, ei myrkyllisiä kaasuja, savun tukahduttamista jne.
Yksi on alumiinihydroksidi.
ATH: na lyhennettynä alumiinihydroksidilla on liekinestoaine, savun tukahduttaminen ja täytetoiminnot, ei-myrkyllinen ja edullinen, ja se on tärkein epäorgaaninen liekin hidastin. ATH alkaa kuivua ja absorboida lämpöä noin 250 asteessa, tuottaen alumiinioksidia materiaalin pinnalla ja tukahduttaen sen palamisen. Soveltuu elastomeereille, lämpökovettuville hartsille, kestomuovisten muovien jne.
Kuva: erittäin hieno korkea valkoinen alumiinihydroksidi China Super League Corporationista.
Toinen on magnesiumhydroksidi.
Magnesiumhydroksidi on tällä hetkellä kehittynyt lisäaineen liekinestoaine, jolla on vähän savua ja myrkyttömiä ominaisuuksia, jotka voivat neutraloida happamia ja syövyttäviä kaasuja palamisen aikana. Magnesiumhydroksidin hajoamislämpötila on korkeampi kuin ATH, välillä 350-400 astetta, mikä tekee siitä sopivan korkean lämpötilan tekniikan muovien käsittelemiseen. Koska magnesiumhydroksidi voi kuitenkin katalysoida hartsin hajoamista, se ei yleensä sovellu kestomuoviseen polyesterihartsiin.
Epäorgaanisten hydroksidien alhaisen liekinestoaineen tehokkuuden vuoksi lisäysmäärä on yleensä jopa 50%~ 70%, mikä vaikuttaa materiaaliominaisuuksiin. Siksi tarvitaan pintakäsittelyä materiaalin yhteensopivuuden parantamiseksi.
Neljäs on sinkki -boraatti.
Sinkki -boraalla on erilaisia toimintoja, kuten liekinesto, savun tukahduttaminen, hiilihappo, YIN -tukahduttaminen ja sulamispisarat. Alhaiset kustannukset, myrkyttömät ja ärsyttämättömät, eivät vaikuta materiaalin lujuuteen, pidentymiseen ja lämmön ikääntymiseen. Sinkki -boraattia voidaan käyttää yksin tai yhdessä orgaanisten halogenidien ja antimonitrioksidin kanssa paremman liekinestoa.
Viisi on triatsiinin liekinestoainetta.
Triatsiinin liekinestoaineet koostuvat pääasiassa melamiinista ja sen johdannaisista, joilla on useita reaktiofunktioita, hyvä lämpöstabiilisuus, hyvä liekinestoainevaikutus ja hyvä yhteensopivuus polymeerien kanssa.
Päätuotteet: melamiini, melamiinisyanuraatti, MPP, MP, jne.
Melamiini ja sen johdannaiset soveltuvat laajennus liekinestoainejärjestelmiin, joita käytetään pääasiassa liekin hidastusainetta.
6. Laajennus liekin hidastin.
1) Fosforin typen laajennus liekin hidastin.
Fosforin typen liekin hidastin on liekinestoaine, joka koostuu pääasiassa fosforista ja typestä, jolla on hyvä liekinestoaineen vaikutus, pieni tupakoinnin tilavuus ja myrkyllisten kaasujen alhainen tuotanto. Fosforin typen liekinestoaineet muodostavat huokoisen kerroksen lämmitettäessä, mikä voi eristää lämpöä ja happea. Vapautunut vesihöyry ja ammoniakki voivat vaahtota hiilikerroksen, josta on hyötyä liekinestoa. Laajimmin käytetyt fosforin typen laajennus liekinestoaineet ovat tällä hetkellä melamiini-, APP- ja polyesterijärjestelmät.
Fosforin typen liekin hidastin, Hanzhong Zall.
Toinen on laajennettava grafiitti.
Laajennettava grafiitti tehdään happamalla luonnollinen grafiitti väkevöityllä rikkihapolla, pesemällä se vedellä, suodattamalla se, kuivaamalla se ja laajentamalla sitä sitten 900-1000 asteessa. Laajennettavan grafiitin tilavuus laajenee satoja kertoja lämpötilan noustessa, muodostaen hiilikerroksen polymeerin pinnalle lämmönlähteiden eristämiseksi. Laajennusprosessin aikana se absorboi suuren määrän lämpöä, vapauttaa happo -ionit välikerroksella, edistää kuivumista ja hiilihappoa ja yhdistyy palamisen aiheuttamien vapaiden radikaalien kanssa ketjureaktioiden estämiseksi. Sitä voidaan käyttää yhdessä fosforiyhdisteiden ja metallioksidien kanssa synergistisen vaikutuksen aikaansaamiseksi, ja pienen määrän lisääminen voi saavuttaa liekinestokyvyn tarkoituksen.
Yhä tiukemmat paloturvallisuusstandardit ja muovisovellusten nopea kasvu ovat johtaneet kasvavaan suuntaukseen liekinestoaineiden markkinoilla. Kiinassa on kuitenkin suhteellisen vähän pakollisia liekinestoaineiden standardeja, ja liekinestoaineknologia on suhteellisen taaksepäin. Bromin liekinestoaineet ovat edelleen tärkeimpiä. Joidenkin ulkomailla olevien bromin liekinestoaineiden käytön kielletty tai rajoitus ulkomailla, halogeenittomat, korkean tehokkuuden, matalan myrkyllisyyden ja pienen savun liekinestoaineet ovat kehittyneet nopeasti Kiinassa. Uudesta liekinestoainetekniikoista, kuten silloitus, ultrasvinaali, mikrokapselaatio, pinnan modifikaatio ja komposiittisynergia, on tullut tutkimuspisteitä.
