De meeste polymeermaterialen zijn ontvlambare en brandbare materialen, met hoge warmteafgiftesnelheid, hoge calorische waarde, snelle vlamvoortplantingssnelheid, moeilijk te doven en produceren soms dikke rook en giftige gassen, waardoor de leven en de veiligheid van mensen het leven van mensen bedreigt. Daarom zijn er overeenkomstige normen voor brandpreventie voor materialen zoals elektronische apparaten en huishoudelijke bouwmaterialen, en het toevoegen van vlamvertragers is de belangrijkste manier om achterstand van polymeervlammen te bereiken.
Ten eerste, de definitie van vlamvertragers.
Vlamvertrager, ook bekend als vlamvertragende, brandwerende agent of brandvertragende, is een hulpmiddel dat wordt gebruikt om de vlamweerstand van materialen te verbeteren, materiaalontsteking te voorkomen en vlamvoortplanting te onderdrukken. Het helpt branden te voorkomen, de verspreiding van branden te vertragen, warmteafgifte, rook en giftige emissies te verminderen. Het belangrijkste is om de tijd voor veilige ontsnapping te vergroten.
De geschiedenis van vlamvertragers kan worden herleid tot 1820. Sinds de jaren zestig zijn vlamvertragers geleidelijk geproduceerd en in grote hoeveelheden toegepast. Tot dusverre hebben vlamvertragers zich ontwikkeld tot het tweede grootste additief na weekmakers.
Het vlamvertragende mechanisme van vlamvertragers omvat voornamelijk:
1) Warmteabsorptie: vlamvertragers ontleden en verdampen bij het verwarmen, het absorberen van warmte en het verminderen van de oppervlaktetemperatuur van de brandbare stoffen, een rol spelen bij vlamvertraging;
2) dekkingsfunctie: na verwarming wordt een bedekkingslaag gevormd om isolatie en zuurstofbarrière te bieden;
3) kettingbreekreactie: leg de vrije radicalen vast die worden gegenereerd door verbranding om de verbrandingsreactie uit te stellen of te beëindigen;
4) Niet -brandbare gas -verstikking: verwarming ontleedt niet -brandbare gassen, verdunnen zuurstof en brandbare gasconcentraties.
Ten tweede, de soorten vlamvertragers.
Er zijn veel soorten vlamvertragers, die kunnen worden onderverdeeld in organische vlamvertragers en anorganische vlamvertragers volgens hun chemische structuur. Volgens het type element kan het worden onderverdeeld in het halogeensysteem, het fosforsysteem, het stikstofsysteem, het siliciumsysteem, het magnesiumaluminiumsysteem, het molybdeensysteem, enz. Volgens de relatie tussen vlamvertragers en vlamvertragende materialen kunnen ze worden verdeeld in toegevoegde vlamvertragers en reactieve vlamvertrouwen. Het volgende diagram is een ruwe classificatie van vlamvertragers:
De momenteel gebruikte vlamvertragers omvatten voornamelijk anorganische, organische fosfor en organische halogenen. De prestaties, vlamvertragende efficiëntie, milieuvriendelijkheid en voordelen van deze drie vlamvertragers zijn als volgt:
Een daarvan is halogeen vlamvertragende.
Halogeen vlamvertragers verwijzen naar organische vlamvertragers die voornamelijk zijn samengesteld uit halogenen, die sinds de jaren zestig veel worden gebruikt. Bromine Flame Retardants zijn de representatieve en een van de grootste organische vlamvertragers die in de wereld worden geproduceerd. Broomvlamvertragers ontbinden met 300 graden en kunnen de vrije radicalen vastleggen die worden gegenereerd door polymeerafbraakreacties, waardoor verbrandingsreacties worden vertraagd of beëindigen en vlamvertragend HBR-gas vrijgeven om brandbare gassen te blokkeren.
Hoofdproducten: Tetrabromobisfenol A, Decabromodifenylethaan, enz.
Kenmerken: Hoge vlamvertragende efficiëntie, laag gebruik, matige prijs, minimale impact op materiaaleigenschappen, maar hoge verbrandingsrook en afgifte van giftige en corrosieve gassen.
Figuur 10 Bromodifenylethaan vlam achterstand masterbatch, geproduceerd door Haiwang Chemical.
De internationale gemeenschap heeft achtereenvolgens voorschriften en beleidsmaatregelen geïntroduceerd, zoals het POPS -conventie, Weee, ROHS, Reach, enz. Halogeenvlamvertragers zijn strikt beperkt in milieubescherming. Vanwege de schaarste en het monopolie van bromine -middelen ter wereld, is de prijs van bromine snel verhoogd en is het kostenvoordeel van gebaseerde vlamvertragers geleidelijk verloren, wat resulteert in een geleidelijke daling van het marktaandeel.
De tweede is op fosfor gebaseerde vlamvertragers.
Fosforvlamvertragers omvatten organische fosforvlamvertragers en anorganische fosforvlamvertragers. Hoofdkenmerken: lage toxiciteit, lage rook, laag halogeen of zelfs halogeenvrij, hoog rendement en lage dosering.
Microcapsule Red Phosphorus MasterBatch voor beelddraden, Hanzhong Zall.
1) Organische fosforvlamvertrager.
Hoofdproducten: fosfonzuuresters, fosfaatesters, hypofosfietesters, organische fosfaatzouten, fosfineoxiden, fosforusstikstofverbindingen, enz.
De producten van thermische ontleding van fosfor die verbindingen bevatten, hebben sterke uitdrogingseffecten, die het polymeeroppervlak bedekt met koolstof kunnen carbonaliseren, een koolstoffilm kunnen vormen, de lucht kunnen isoleren en vlamvertragende effecten kunnen bereiken.
Nadelen: slechte hittebestendigheid, hoge volatiliteit, verslechtering van de thermische vervormingstemperatuur van plastic.
2) Anorganische fosforvlamvertrager:
Hoofdproducten: rode fosfor, micro -ingekapselde rode fosfor, ammoniumfosfaat, ammoniumpolyfosfaat (APP), enz.
APP is van toepassing op intumescent vlamvertragende systemen, voornamelijk gebruikt voor polyolefine, polyurethaanschuim, coating en andere vlamvertragers.
De derde is metaalhydroxiden.
Voornamelijk samengesteld uit aluminiumhydroxide en magnesiumhydroxide, het is een vlamvertragende die vlamvertraging, rookonderdrukking en vulling integreert. Hoofdkenmerken: niet-toxische, niet-corrosieve, goede stabiliteit, goede niet-stabiliteit, geen giftige gassen, rookonderdrukking, enz.
Een daarvan is aluminiumhydroxide.
Aluminiumhydroxide, afgekort als ATH, heeft vlamvertragende, rookonderdrukking en vulfuncties, is niet-giftig en goedkoop en is de belangrijkste anorganische vlamvertragende. ATH begint te uitdrogen en warmte te absorberen op ongeveer 250 graden, waardoor aluminiumoxide op het oppervlak van het materiaal wordt geproduceerd en de verbranding ervan onderdrukt. Geschikt voor elastomeren, thermohardende harsen, thermoplastische kunststoffen, enz.
Afbeelding: Ultra fijne hoog wit aluminiumhydroxide van China Super League Corporation.
De tweede is magnesiumhydroxide.
Magnesiumhydroxide is momenteel een ontwikkeld additieve vlamvertrager met lage rook en niet-toxische eigenschappen, die zure en corrosieve gassen kunnen neutraliseren tijdens verbranding. De ontledingstemperatuur van magnesiumhydroxide is hoger dan ATH, variërend van 350 tot 400 graden, waardoor het geschikt is voor het verwerken van engineering met hoge temperatuur. Omdat magnesiumhydroxide echter de ontleding van hars kan katalyseren, is het over het algemeen niet geschikt voor thermoplastische polyesterharsen.
Vanwege de lage vlamvertragende efficiëntie van anorganische hydroxiden is de toevoegingshoeveelheid over het algemeen zo hoog als 50%~ 70%, wat de materiaaleigenschappen beïnvloedt. Daarom is oppervlaktebehandeling nodig om de compatibiliteit met het materiaal te verbeteren.
De vierde is zinkboraat.
Zinkboraat heeft verschillende functies zoals vlamvertraging, rookonderdrukking, carbonisatie, yin -onderdrukking en anti -smeltende druppeltjes. Lage kosten, niet-toxisch en niet irriterend, heeft geen invloed op de sterkte, verlenging en thermische veroudering van het materiaal. Zinkboraat kan alleen worden gebruikt of in combinatie met organische halogeniden en antimoon trioxide voor een betere vlamvertraging.
Vijf is triazine vlam achterlijk.
Triazine -vlamvertragers bestaan voornamelijk uit melamine en zijn derivaten, die meerdere reactiefuncties hebben, goede thermische stabiliteit, goed vlamvertragend effect en goede compatibiliteit met polymeren.
Hoofdproducten: melamine, melamine cyanurate, MPP, MP, etc.
Melamine en zijn derivaten zijn geschikt voor expansievlamvertragende systemen, voornamelijk gebruikt voor expansie vlamvertragende nylon.
6. Uitbreiding Vlamvertragende.
1) Fosfor stikstofuitbreiding vlamvertragend.
Fosforstikstofvlamvertrager is een vlamvertragende voornamelijk samengesteld uit fosfor en stikstof, met een goed vlamvertragend effect, laag rookvolume en lage productie van giftige gassen. Fosforstikstofvlamvertragers vormen een poreuze laag wanneer verwarmd, die warmte en zuurstof kan isoleren. De vrijgegeven waterdamp en ammoniak kunnen de koolstoflaag schuimen, wat gunstig is voor vlamvertraging. De meest gebruikte fosforstikstofuitbreidingsvlamvertragers zijn momenteel melamine-, APP- en polyestersystemen.
Fosfor stikstof vlam achterlijk, Hanzhong Zall.
De tweede is uitbreidbaar grafiet.
Uitbreidbaar grafiet wordt gemaakt door natuurlijk grafiet met geconcentreerd zwavelzuur te verzurgen, het met water te wassen, het te filteren, te drogen en vervolgens uit te breiden na 900-1000 graden. Het volume uitbreidbaar grafiet breidt honderden keren uit met toenemende temperatuur, waardoor een koolstoflaag op het polymeeroppervlak wordt gevormd om warmtebronnen te isoleren. Tijdens het expansieproces absorbeert het een grote hoeveelheid warmte, geeft zuurionen in de tussenlaag vrij, bevordert uitdroging en carbonisatie en combineert met vrije radicalen gegenereerd door verbranding om kettingreacties te remmen. Het kan samen met fosforverbindingen en metaaloxiden worden gebruikt om een synergetisch effect te produceren, en het toevoegen van een kleine hoeveelheid kan het doel van vlamvertraging bereiken.
De steeds strengere brandveiligheidsnormen en de snelle groei van plastic toepassingen hebben geleid tot een groeiende trend in de vlamvertragende markt. Er zijn echter relatief weinig verplichte vlamvertragende normen in China, en vlamvertragende technologie is relatief achterwaarts. Bromine Flame Retardants zijn nog steeds de belangrijkste. Beïnvloed door het verbod of beperking van het gebruik van sommige broomvlamvertragers in het buitenland, hebben halogeenvrij, veel efficiëntie, lage toxiciteit en lage rookvlamvertragers zich snel ontwikkeld in China. Nieuwe vlamvertragende technologieën zoals crosslinking, ultrafijne, micro -inkapseling, oppervlaktemodificatie en composietsynergie zijn onderzoekshotspots geworden.
