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ABS无卤阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-12-5 10:52:20 |
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，作为五大合成树脂之一，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚的优异力学性能。为了满足阻燃性能符合UL94 V-0(1.6mm)的要求，同时兼顾力学性能和着色性能，尤其是保持一定的韧性，使材料的缺口冲击强度不受很大影响。
在卤素阻燃领域，已经有了很多解决方案；同样在无卤阻燃领域，红磷阻燃剂作为一个阻燃效率很高的ABS无卤阻燃剂解决方案，它满足了阻燃性能和力学性能这两个要求，但其做成的ABS阻燃材料由于颜色很深，不能满足着色性能要求，只能用于黑色或深色场合；现在的情况是：在必须同时满足阻燃性能、力学性能和着色性能这三个基本条件的前提之下的ABS无卤阻燃剂，一直是全世界阻燃改性领域内公认的一个难题，国内外至今尚未发现有非常好的成熟解决方案。分析主要原因，主要在于如下两个方面：
原因之一：ABS作为三元共聚物，其本身的ABS无卤阻燃剂解决方案就非常不容易实现；实际上，其他一元聚合物（如尼龙、PBT、PP、PC、PET等）与ABS相比，因为只需要解决单纯一种聚合物的无卤阻燃，这些材料的无卤阻燃往往相对容易实现，目前很多国家都已经有了很好的解决方案；而ABS则大大地不同，它需要同时满足丙烯腈、丁二烯和苯乙烯这三种材料的无卤阻燃，并且这三种组分材料往往需要不同的阻燃机理，鉴于此，很多各国虽然做了多年的探索，到目前为止，还未形成一个添加量小于30%的无卤阻燃解决方案。
原因之二：目前世界上已经研发成功的一些无卤阻燃解决方案，主要包括：以氢氧化铝或氢氧化镁为基础的脱水降温阻燃体系、以聚磷酸胺为基础的膨胀阻燃体系、以烷基或芳基磷酸酯（或膦酸酯）类阻燃型增塑剂为基础的阻燃体系，等等，这些阻燃体系，添加量一般都要在35%以上，往往填充量过大，或者增塑效果过大，对材料的性能，尤其是缺口冲击强度影响很大，因此同样不能满足上述三个基本条件。
据国内工程塑料领域内某上市公司的技术人员讲，ABS无卤阻燃剂，目前的缺口冲击强度只能达到2.2KJ/M2左右，远远满足不了下游用户的要求。
磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂，面上大多数产品为自色片状结晶，改产品为自色结晶性粉末，也更用于溶解于有机溶剂，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香气味，微有潮解性，不易燃烧。熔点约50℃，受热时快速熔化成箍状，润精效果极佳，常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂，如酚醛树脂，环氧树酯等。
磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。
常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化，其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤系阻燃剂少。
其主要优点是效率较高；对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小；加工和燃烧中腐蚀性小；有阻碍复燃的作用；极少或不增加阻燃材料的质量。但大多数磷酸酯类阻燃剂也存在着一些缺点。如耐热性差、挥发性大、相容性不理想，而且在燃烧时有滴落物产生等。
含磷无机阻燃剂最主要的产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。随着无卤阻燃剂材料用量的增加，红磷阻燃剂用量也在增加。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。
六溴环十二烷（HBCD）是PS材料最为有效的阻燃剂，但普通的HBCD容易分解，一般只应用于EPS挤塑板设备。在XPS挤塑板生产线中由于摩擦，螺杆内实际温度会高于显示温度，另外由于回料中的杂质对分解的影响以及停留时间等因素，所使用阻燃剂的分解温度至少高于设备最高温度20℃以上。根据国内外XPS挤塑板设备生产厂家的经验来看，XPS挤塑板设备必须使用热稳定型的HBCD，一般国产设备使用阻燃剂分解温度在240℃左右比较合适，部分国外设备要达到250℃。
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