為了降低成本，有人在磷氮膨脹型無(wú)鹵阻燃劑中加入了碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉等填料，發(fā)現(xiàn)會(huì)失去阻燃效果。今天我們來(lái)討論一下PP無(wú)鹵磷氮系膨脹阻燃劑的阻燃機(jī)理及應(yīng)用問(wèn)題集錦。

1.磷氮膨脹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)所需的羥基或其他基團(tuán)物質(zhì)；

(3)氣源:提供系統(tǒng)膨脹發(fā)泡所需的氣體。

2.磷-氮膨脹阻燃劑的阻燃機(jī)理一般包括三部分

即碳源(常為多羥基化合物，如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸銨，即APP)以及通過(guò)以下相互作用形成碳層的發(fā)泡劑(如三聚氰胺):①低溫(150℃在酸源和其他成分的性質(zhì)下，具體溫度取決于酸源。②酸與多元醇放酸的溫度下，酸與多元醇（碳源）發(fā)生酯化反應(yīng)，系統(tǒng)中的胺作為酯化反應(yīng)的催化劑加速反應(yīng)；③在酯化反應(yīng)前或酯化反應(yīng)過(guò)程中熔化系統(tǒng)；④反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣和氣源產(chǎn)生的不燃?xì)怏w使溶解的系統(tǒng)膨脹和發(fā)泡。同時(shí)，多元醇和酯脫水碳化形成無(wú)機(jī)和碳?xì)埩粑铮到y(tǒng)進(jìn)一步膨脹和發(fā)泡；⑤當(dāng)反應(yīng)接近完成時(shí)，系統(tǒng)膠化固化，較終形成多孔泡沫碳層。

3.為什么有些磷氮阻燃劑擠出水槽時(shí)條子容易粘水滑手？

由于阻燃劑的一些成分具有良好的水溶性，條子很容易粘在水上滑動(dòng)。通過(guò)螺桿機(jī)出口時(shí)，高溫條接觸冷水槽，粉末容易沉淀，阻燃劑中的成分必須不溶于水。

4.為什么不同？PP添加相同份數(shù)的阻燃劑阻燃效率有差異嗎？

由于PP均聚等不同的基體PP和共聚PP，由于內(nèi)烯烴含量的不同，這是由于共聚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，一開始和阻燃劑一起工作，PE高分解溫度后才起作用；PP基材分解溫度在227-247度之間，PE阻燃劑分解溫度在335-450度之間，PP更好地匹配阻燃劑。

5、磷-氮膨脹型無(wú)鹵阻燃劑用于玻璃纖維PP為什么效果會(huì)變差？

一般來(lái)說(shuō)隨PP隨著阻燃劑量的減少和阻燃劑量的增加，材料的阻燃效果會(huì)越來(lái)越好。為什么玻璃纖維？PP相對(duì)減少（添加玻璃纖維），阻燃劑數(shù)量不變，阻燃會(huì)惡化甚至不阻燃，這主要是由于添加玻璃纖維破壞磷氮膨脹系統(tǒng)的阻燃機(jī)制，玻璃纖維分布在塑料的各個(gè)地方，對(duì)碳層的閉合有很大的破壞作用，不能隔離氧氣，達(dá)到阻燃效果。

6.為什么磷-氮膨脹型無(wú)鹵阻燃劑加入填料或其他物質(zhì)后會(huì)失去阻燃效果？

為了降低成本，許多人在磷氮膨脹無(wú)鹵阻燃劑中添加了碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉、氫氧化鎂等填料，發(fā)現(xiàn)它們會(huì)失去阻燃效果。由于上述填料的添加改變了酯化反應(yīng)過(guò)程，酸源部分與上述填料發(fā)生反應(yīng)，材料表面的上述填料破壞了碳層的形成，導(dǎo)致機(jī)制失效。

同樣，添加一些炭黑和色粉也會(huì)導(dǎo)致阻燃效果的喪失。所以一些回收利用PP材料可以部分填充PP回收，添加到新材料中，導(dǎo)致系統(tǒng)變相添加上述填充，使系統(tǒng)失去阻燃效果。

7.為什么用磷氮阻燃劑生產(chǎn)？PP放置一段時(shí)間(幾十天)后，表面有油或粉末沉淀？

就像我們提到的阻燃劑由碳源、酸源和氣源組成一樣，上述一種或幾種物質(zhì)必須具有良好的水溶性，并且與塑料的相容性較差。在加工過(guò)程中，材料和上述粉末依靠螺桿機(jī)的強(qiáng)機(jī)械力分散。放置一段時(shí)間后，由于分子間不斷移動(dòng)，不同極性的物質(zhì)會(huì)慢慢分離，上述粉末會(huì)慢慢從材料內(nèi)部分離到表面。

8.為什么有些磷氮阻燃劑？PP 加工時(shí)會(huì)起泡或變灰？

任何阻燃劑都有其初始分解溫度。如果阻燃劑本身的分解溫度僅接近材料的溶解溫度，則很容易出現(xiàn)上述情況。因此，一般來(lái)說(shuō)，阻燃劑的初始分解溫度至少高于材料塑化加工的溫度，以確保加工的順利進(jìn)行。同時(shí)，還必須控制螺桿組合和加工條件，避免實(shí)際溫度超過(guò)阻燃劑的初始分解溫度。

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