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聚碳酸酯阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-9-22 11:42:33 |
聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，依据相对分子质量及不同接枝情况，氧指数为21％--24％，阻燃性能达UL-94 V-2级，优于普通塑料，聚碳酸酯虽然能自熄，但仍难以满足某些应用领域如电视机、电脑、打印机的机壳和组件、变压器线圈、汽车部件、建筑材料等对聚碳酸酯阻燃性能的要求。此外，聚碳酸酯燃烧时滴落的热熔体很易引起附近的材料着火。为此，必须对聚碳酸酯进行阻燃改性。
目前聚碳酸酯阻燃剂主要分为溴系、有机磷系、硅系、磺酸盐系、硼系等。溴系阻燃剂因其对环境造成污染而逐渐被限制使用。磷系阻燃剂添加量大：一般为10％－30％，多数分解温度比较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂的冲击强度，更甚者在较高温度下会导致聚碳酸酯材料发黄，有机磷系阻燃剂一般多用于聚碳酸酯／ABS合金。
有机硅化合物被认为一类高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂。但成本较高，常与其他阻燃剂复合使用。硼系阻燃剂阻燃效率不高，通常只有与聚硅氧烷并用才能达到较好的效果。
聚碳酸酯阻燃剂磺酸盐系阻燃效率高，添加极少量即可使聚碳酸酯达UL 94 V-0级( 3.2mm厚)，与其他阻燃剂复配使用可以满足更高的阻燃性能要求。
聚碳酸酯阻燃剂磺酸盐阻燃机理。目前工业中常用的商品主要有苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、2,4,5―三氯苯磺酸钠(STB)。
―般阻燃剂的阻燃机理可分为：1、气相阻燃，即抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基；2、凝聚相阻燃，即在固相中终止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体；3、中断热交换，即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上，使聚合物不再持续分解。但磺酸盐对聚碳酸酯的阻燃机理与上述不同，目前大多认为燃烧时它能加快聚碳酸酯的成炭速率，促进聚合物分子交联。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)
中文名称：磷酸三(2-氯乙基)酯,三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)
英文名称：Tris(2-chloroethyl) phosphate
中文别名：三氯乙基磷酸酯阻燃增塑剂;;磷酸三(β-氯乙酯);2-氯乙基磷酸双(2-氯乙基)酯;三(β-氯乙基)磷酸酯;磷酸三(2-氯乙基)酯;TCEP;磷酸三氯乙酯
CAS RN：115-96-8
EINECS号：204-118-5
分 子 式：C6H12Cl3O4P
分 子 量：285.4898
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)用途：
1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有极佳的阻燃性，优良的抗低温性及抗紫外线性，其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧，但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别，而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料，不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等，也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%～20%，在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右，在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%～10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。
2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂，除具有自熄性外，还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5～10份。本品为合成材料的优良阻燃剂，兼具有良好的增型作用，广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等，所制得的产品除具有自熄性外，还可改善制品的物理性能，制品手感柔软，也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂，并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料，一般添加量为5%～10%。
3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯，阻燃效果显著，不易挥发及水解，对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%～20%.
聚碳酸酯阻燃剂磺酸盐应用现状。聚碳酸酯中常用的磺酸盐阻燃剂有KSS、PPFBS、STB。其中STB常用于阻燃不透明聚碳酸酯材料，其阻燃效果好。在聚碳酸酯中添加0.1％的STB，氧指数即可达25％~35％，阻燃级可达UL―94 V-0级。STB也可与其他阻燃剂混合协同使用。当单独使用时，整个体系中卤元素含量低于0.15％，在有些规定中被划入无卤材料内。目前Metropolitan Eximchem Limited和Arichem，LLC是此商品的供应商。
PPFBS也是聚碳酸酯的高效阻燃剂，在聚碳酸酯中添加0.06％--0.1％的PPFBS即可使材料阻燃性能达到UL-94V-0级(3．2mm厚)。需注意的是用量如超过0.1％，不但不能提高材料的阻燃性能还会影响聚碳酸酯的透明性。为满足更高的阻燃要求，通常可加入少量硅氧烷进行复配，硅氧烷的用量为配方总量的0.02％--0.3％时即可使1.6mm厚样条阻燃性达到UL-94V-0级。
其中最常使用的是聚甲基苯基硅氧烷，但是有一些硅氧烷对PPFBS会影响聚碳酸酯的透明性。PPFBS的价格较高，实际应用中常以部分KSS代替PPFBS以降低成本。如在聚碳酸酯中加0.02％的PPFBS与0.3％的KSS可使材料达到UL-94 V―0级(1.6mm厚)
聚碳酸酯用的磺酸盐阻燃剂中：KSS使用较广泛，它不含卤素，环保经济。添加0.05％--0.1％即可使聚碳酸酯的氧指数从27％提高到37％左右，而且不会影响聚碳酸酯的透明性。不足之处是单独使用不能满足更高的阻燃要求。实际应用时，常与聚硅氧烷复配使用，此外若同时再加入少量含氟聚合物可使材料阻燃性更佳。
在众多聚碳酸酯阻燃剂中，磺酸盐系具有添加量少、效率高的优点，但它也存在一些缺陷，如在单独使用时不能满足一些特殊制品如薄壁制件的阻燃要求。从已发表的文献可以看出，添加一些协效剂如硅氧烷、含氟聚合物等可以进一步提高其在聚碳酸酯中的阻燃效果。
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
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