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PP、PE、EVA、TPE無鹵阻燃劑阻燃機理和應(yīng)用中常見問題

1、P-N系膨脹型阻燃劑的阻燃機理一般包括三部分,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)及發(fā)泡劑(如三聚氰胺),它們是通過下述相互作用而形成炭層的： 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)行酯化法反應(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。

2. 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的物質(zhì)；（3）氣源：提供體系膨脹發(fā)泡所需要的氣體。

3..為什么某些P-N系阻燃劑擠出過水槽的時候條子容易粘水？

條子容易粘水是由于阻燃劑的部分組份水溶性比較好，通過螺桿機出口的時候，溫度比較高的條子接觸到冷水槽，粉體容易析出，所以阻燃劑里面成份必須是難溶水的。而我公司EPFR-100A與EPFR-100C阻燃劑應(yīng)用于PP中，不會出現(xiàn)上述條子粘水現(xiàn)象。

4.為什么不同的PP加入相同的份數(shù)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為什么效果會變差？

一般來說隨PP量的減少，阻燃劑量的增加，材料的阻燃效果會越來越好，為什么在玻纖里面PP相對減少（加入了玻纖），阻燃劑份數(shù)不變，而阻燃會變差了甚至不阻燃，這主要是由于玻纖的加入破壞了P-N膨脹體系的阻燃機制，玻纖分布于塑料的各個地方，對于炭層的閉合有大大的破壞作用，以至于不能隔絕氧氣而達(dá)到組燃燒的效果。

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. 為什么一些用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的強烈機械作用力分散開來，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。而我公司EPFR-100A與EPFR-100C都不會產(chǎn)生上述情況。

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。EPFR-100A與EPFR-100C阻燃劑的起始分解溫度都在260度以上，所以絕對滿足PP加工條件，當(dāng)然也必須控制好螺桿機的加工條件，避免螺桿機內(nèi)部剪切熱量的實際溫度超過阻燃劑的起始分解溫度。

9. EPFR-100C、100A、100D三者基本組成相同，100C相比100A、100D，不能通過UL746C的70℃×168小時浸水試驗，只能做V-0（1.6mm）或以上厚度，不做0.8mm V-0，但價格便宜很多，在要求不高的情況下，性價比高；100D相比100A,沒加抗滴落劑，適合于做TPE電線電纜料，表面更光滑，而100A適合于做注塑PP。

EPFR-100A、100D的特點

1. 良好的相容性：ST-EPFR-100A與PP、PE、EVA等聚烯烴相容性良好，不遷移，不析出；耐水性強，成品可以通過UL746C的70℃×168小時浸水試驗；其阻燃聚烯烴的機械性能好。

2. 阻燃性能優(yōu)異：以ST-EPFR-100A阻燃的PP，不融滴，可以通過UL94-V0（0.75mm）；850℃灼熱絲測試；不存在與光穩(wěn)定劑的對抗效應(yīng)。
3.良好的耐老化性：可滿足高于200℃的聚丙烯加工要求，并改善加工流動性；可多次加工。

推薦用量

樹脂品種	添加量（%，wt）	阻燃效果，UL94
PP	28	V-0（1.6mm）
PP	32	V-0（0.8mm）
HDPE、EVA或HDPE/EVA共混物	32-36	V-0（1.6mm）

北京星貝達(dá)化工材料有限公司（華南辦） 唐艷華 先生
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