聚烯烴磷氮無鹵膨脹阻燃劑阻燃機(jī)理及常見問題

1. P-N系膨脹型阻燃劑由三部分組成，

（1）酸源：提供酯化反應(yīng)所需的酸;

（2）碳源：提供酯化反應(yīng)所需的羥基或者其它基團(tuán)的物質(zhì)；

（3）氣源：提供體系膨脹發(fā)泡所需要的氣體。

 

2、阻燃機(jī)理：

①在較低溫度(150℃左右,具體溫度取決于酸源和其他組分的性質(zhì))下,有酸源產(chǎn)生能酯化多元醇和可作為脫水劑的酸;

②在稍高于釋放酸的溫度下,酸與多元醇(碳源)進(jìn)行酯化反應(yīng),而體系中的胺則作為此酯化反應(yīng)的催化劑,加速反應(yīng)進(jìn)行;

③體系在酯化反應(yīng)前或酯化反應(yīng)過程中熔化;

④反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水蒸氣和氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使已處于溶融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡。與此同時,多元醇和酯脫水炭化,形成無機(jī)物及炭殘余物,且體系進(jìn)一步膨脹發(fā)泡;

⑤反應(yīng)接近完成時,體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫炭層。

3.水滑現(xiàn)象
水滑現(xiàn)象，即料條在擠出機(jī)出來進(jìn)入水槽時中容易粘水。這是由于阻燃劑的某些組份水溶性比較高，經(jīng)過雙螺桿擠出后，溫度比較高的料條接觸到冷水槽，粉體的一種析出現(xiàn)象。

 

4.不同的PP加入相同份數(shù)的阻燃劑存在阻燃效率的差異
由于PP基體的不同，如均聚PP和共聚PP，由于其內(nèi)部烯烴含量的不同，這是因為共聚PP里面有PE側(cè)鏈，PP中的H原子比PE中活性大；PP比PE燃燒熱小，與阻燃劑一開始共同起作用，PE分解溫度高，后面才起作用；PP基材分解溫度在227-247度之間，而PE在335-450度之間，阻燃劑分解溫度在260度，PP與阻燃劑匹配性更好。

5. P-N系膨脹型無鹵阻燃劑用于玻纖PP效果會變差

一是由于玻纖的加入，巨大的剪切力破壞了APP的表面疏水層，影響了耐水性，二是燃燒時纖維的存在影響了炭層的形成，所以對阻燃也有一定的破壞性，此時為達(dá)到同樣的效果，需增大阻燃劑的含量。另外，所有的磷氮無鹵阻燃劑都存在這樣的弊端，可以不影響耐水，但是阻燃劑的量在加纖時都需要加大，性能也存在影響。

 

6. P-N系膨脹型無鹵阻燃劑加入填料或其它物質(zhì)后為什么會失去阻燃效果？
不少人為了降低成本，在P-N系膨脹型無鹵阻燃劑中加入一些填料，如碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉、氫氧化鎂等，發(fā)現(xiàn)會失去阻燃效果。是因為上述填料的加入，改變了酯化反應(yīng)過程，酸源會部分的與上述填料反應(yīng)，并且上述的填料在材料的表面破壞了碳層的形成，導(dǎo)致了機(jī)制的失效。
同樣道理，加入某些炭黑、色粉也會導(dǎo)致阻燃效果失去。所以一些回收PP料可能是部分填充PP回收的，加入到新料中，導(dǎo)致這個體系變相加入了上述提到的填充，使這個體系失去了阻燃效果。

7.一些用P-N系阻燃劑生產(chǎn)的PP放置一段時間后（幾十天），表面有油狀物或者粉狀物析出？
如同我們提到的阻燃劑組成由碳源、酸源和氣源組成，造成有物質(zhì)析出的肯定為上述的一種或者幾種物質(zhì)水溶性比較好，與塑料的相容性變差，在加工的時候，材料與上述粉體依靠螺桿機(jī)的強(qiáng)烈機(jī)械作用力分散開來，而放置一段時間后，由于分子間不斷運動，極性不同的物質(zhì)慢慢就會分開，上述粉體慢慢的從材料的內(nèi)部析出到表面。

 

8.為什么某些P-N系阻燃劑在PP加工時會出現(xiàn)發(fā)泡或者顏色變灰的情況？
任何阻燃劑都有其起始分解溫度，如果阻燃劑本身的分解溫度僅僅與材料的溶化溫度接近的話，很容易出現(xiàn)上述情況。所以一般來說，阻燃劑的起始分解溫度至少要比材料塑化加工的溫度要高50度以上，這樣才能保證加工的順利進(jìn)行。

 

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