工程塑料阻燃體系的基礎樹(shù)脂介紹

時(shí)間：2023年7月6日 點(diǎn)擊量：799

基礎樹(shù)脂
（1）PC / ABS
PC具有沖擊強度高、抗蠕變、尺寸穩定性好、 耐熱、透明和介電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在加工流動(dòng)性差、容易發(fā)生應力開(kāi)裂、對缺口敏感、耐磨性差等缺點(diǎn)；ABS具有較好的耐化學(xué)藥品性和成型加工性，然而其耐熱和耐候性相對較差。

兩者共混改性所得的PC/ABS合金在性能上可互補，不僅耐熱性、沖擊強度以及拉伸強度優(yōu)于A(yíng)BS，而且其熔體粘度比PC低，加工性能好，制品內應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性都大大降低。PC/ABS合金廣泛應用于汽車(chē)工業(yè)、通信設備、電子電器、照明設備等。

為了滿(mǎn)足一些應用領(lǐng)域中的防火安全要求，PC/ABS合金必須具備良好的阻燃性。例如在新能源汽車(chē)充電樁以及部分電子電氣阻燃等級要達到Ｖ－０。用于PC/ABS共混體系目前效果較好的是熱穩定性好的雙磷酸酯類(lèi)以及磷酸酯齊聚物等，其中BDP對PC/ABS合金表現出良好的阻燃性能。

（2）PC
PC具有耐熱性好、光學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩定性好、機械強度高以及沖擊強度優(yōu)良等特性，廣泛用于家電、電子電器、汽車(chē)配件、機械設備和光學(xué)儀器零部件等。PC的極限氧指數（ＬＯＩ）可達２１％～２４％，材料本身可達ＵＬ９４Ｖ－２級阻燃，但仍無(wú)法滿(mǎn)足特殊領(lǐng)域對阻燃性能的更高要求，如電子電氣和汽車(chē)領(lǐng)域均要求PC阻燃等級達到 Ｖ－０。

阻燃PC中，以全氟烷基磺酸鉀（PPFBS）為代表的磺酸鹽類(lèi)阻燃劑效果最佳，添加少量的磺酸鹽阻燃劑就能顯著(zhù)改善PC的阻燃性能，達到1.6～3.0ｍｍＶ－０的阻燃等級，并且改性后PC的物理性能和力學(xué)性能與通用PC相當。

工業(yè)化PC產(chǎn)品中使用最多的磷系阻燃劑主要是三苯基磷酸酯（TPP）、間苯二酚雙（二苯基磷酸酯）（RDP）和BDP，在阻燃劑的添加量為10％（質(zhì)量分數）時(shí)，1.6ｍｍ厚度PC可達Ｖ－０級別， 其中TPP在高溫下易揮發(fā)，僅在氣相中發(fā)揮阻燃作用；RDP和BDP可同時(shí)在氣相和固相發(fā)揮阻燃效果。TPP常溫下為固態(tài)，熱穩定性相對較差，在PC加工溫度下容易揮發(fā)；RDP和BDP常溫下為液體，熱穩定性較好；BDP較RDP抗水解性能好。

（3）ABS樹(shù)脂
ＡＢＳ光澤度高、韌性好、耐熱和耐低溫性能好、加工性能優(yōu)異、具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；ＡＢＳ電性能不隨溫度和濕度的改變而出現很大變化，是良好的絕緣材料，廣泛應用于家用電器、視聽(tīng)設備、辦公用品和電子電氣等領(lǐng)域。

ＡＢＳ樹(shù)脂可燃，ＬＯＩ為18.3％～18.8％，按ＵＬ９４標準屬于HB級別。ＡＢＳ著(zhù)火時(shí)燃燒速率快，并且放出大量毒氣和黑煙，不利于實(shí)際應用。

目前主要以鹵素阻燃劑與Ｓｂ２Ｏ３ 復配使用，鹵銻協(xié)同作用對ＡＢＳ進(jìn)行阻燃改性。阻燃ＡＢＳ主要應用于電話(huà)、電腦、液晶顯示器（ＬＣＤ）等電子電氣設備外殼、汽車(chē)內構部件和外部構件、小型廚房電器、工具盒真空吸塵器的外殼等。

（4）HIPS
ＨＩＰＳ是由聚苯乙烯（ＰＳ）與 聚丁二烯（ＰＢ）通過(guò)共聚制得，擁有兩者共同的優(yōu)點(diǎn)，易加工、尺寸穩定性好且電絕緣性?xún)?yōu)良、抗沖性較高，被廣泛應用于食品包裝、家用電器、電子產(chǎn)品及軍用物資的外殼包裝等領(lǐng)域。

但ＨＩＰＳ的ＬＯＩ僅為１８％，易燃燒，為了提高使用安全性，必須對其進(jìn)行阻燃改性。用于ＨＩＰＳ阻燃改性的主要為溴系阻燃劑如十溴二苯乙烷（ＤＢＤＰＥ）等，大多與Ｓｂ２Ｏ３ 配合協(xié)同作用，具有優(yōu)良的阻燃效果。

（5）PBT
ＰＢＴ是一種結晶型飽和聚酯，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、較好的尺寸穩定性、良好的電絕緣性以及耐化學(xué)藥品腐蝕等特點(diǎn)，廣泛應用于汽車(chē)、電子電器、機械等領(lǐng)域。但ＰＢＴ的阻燃性能差（ＵＬ９４ ＨＢ級），在空氣中易燃燒，難以成炭，燃燒時(shí)易滴落，且釋放出大量濃煙和有毒氣體，易產(chǎn)生比較大的危險，因此必須對其進(jìn)行阻燃改性。用于ＰＢＴ阻燃改性的阻燃劑主要為鹵系阻燃劑，比較常用的是溴系阻燃劑如ＤＢＤＰＥ、溴化環(huán)氧樹(shù)脂等，通過(guò)與Ｓｂ２Ｏ３配合協(xié)同作用，達到優(yōu)良的阻燃效果。ＰＢＴ中使用的阻燃劑還包括二乙基次膦酸鋁（ＡＤＰ）或其與氫氧化鎂、氫氧化鋁等的復配產(chǎn)品。

（6）PA
ＰＡ具有良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和較為突出的潤滑性能，廣泛應用于電子元件及汽車(chē)零件等領(lǐng)域。未改性的ＰＡ阻燃等級為ＵＬ９４ Ｖ－２級，ＬＯＩ為２０％～２２％，在接觸到明火的情況下，會(huì )發(fā)生快速燃燒，放出大量熱，同時(shí)還會(huì )因熔融存在焰滴落現象，這為明火的進(jìn)一步擴散制造了條件。

為防止火災危害，工業(yè)上對汽車(chē)、電器等產(chǎn)品中使用的ＰＡ復合材料有著(zhù)明確的阻燃要求，一般需要其達到ＵＬ９４Ｖ－０級別。鹵系阻燃劑由于與ＰＡ相容性好，阻燃效率高，在ＰＡ中的應用很廣泛。ＰＡ中使用的阻燃劑還包括二乙基次膦酸鋁（ＡＤＰ）或其與氫氧化鎂、氫氧化鋁等的復配產(chǎn)品。

綜上所述，目前工程塑料阻燃體系中，阻燃ＰＣ／ＡＢＳ、阻燃ＰＣ主要使用磷系阻燃劑ＢＤＰ；阻燃ＡＢＳ、阻燃ＨＩＰＳ、阻燃ＰＢＴ、阻燃ＰＡ主要使用溴系阻燃劑。

（三）抗滴落劑
早期的抗滴落劑為氯化聚乙烯、硅橡膠等產(chǎn)品，由于存在環(huán)保、可操作性以及遷移等問(wèn)題，逐漸被高分子量聚四氟乙烯（PTFE）代替，成為市場(chǎng)的主流。同時(shí)PTFE還被證明在燃燒狀態(tài)下可以和銻形成化合物促進(jìn)氣相阻燃。

PTFE在剪切力作用下具有纖維化的特性，在塑料加工過(guò)程中，在塑料的基體中形成貫穿的網(wǎng)絡(luò )結構。而在受熱的情況下，PTFE本身不燃燒，并且具有可收縮的特性，因此，其相互貫穿的纖維化網(wǎng)絡(luò )結構能夠防止塑料滴落，從而增加了塑料的阻燃性能。

經(jīng)過(guò)特殊改性的包覆型PTFE，添加于阻燃材料配方中，起到阻燃抗滴落作用，幫助塑料達到更高的阻燃標準。

和常規的ＰＴＦＥ純粉相比，包覆型ＰＴＦＥ具有極好的分散性和易操作性，常溫下不結團，注塑制品不起皺，黑白制品無(wú)晶點(diǎn)， 改善制品表面的光澤度尤其明顯。由于良好的相容性，在高抗沖配方中對沖擊強度的影響比較少?？沟温鋭┻m用于需達到Ｖ－０或Ｖ－１阻燃等級的ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＨＩＰＳ、ＰＢＴ、ＰＡ阻燃塑料。除非特別說(shuō)明，本文中抗滴落劑指包覆型ＰＴＦＥ抗滴落劑。