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无卤阻燃与有卤阻燃优缺点分析

发布时间:2019-08-10 08-10 11:39 作者:阻燃剂材料

一、何为无卤阻燃材料?——资源节约与环境友好


1)背景


随着社会的进步和工业化进程的不断加速,人们对材料也不断提出新的、更高的要求。尤其对以石油化工与煤化工为主要来源的高分子材料,不但要求材料本身满足其必需的性能标准,而且材料的制备和应用也要符合资源节约型、环境友好型的特点。近年来,随着绿色化学和工艺的发展,无卤阻燃技术已日臻成熟。


2)无卤阻燃材料


以绿色化学和技术为基础开发的阻燃材料称为无卤阻燃材料,亦可称为清洁阻燃材料或生态型阻燃材料。狭义地讲,无卤阻燃材料即是指使用无卤阻燃剂阻燃的材料。按照国外学者深层次的理解,无卤阻燃技术是以绿色化学和阻燃技术为基础,贯穿于原料选择、阻燃材料及成品设计、制造工艺及废弃物处理等整个生态环节,并且对人类和环境友好,尽可能利用再生资源或可以循环使用的材料,在确保材料有足够的消防安全的前提下,以最低的资源和环境代价制造的阻燃材料。


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二、何为无卤?——无卤行业定义与标准


众所周知,卤-锑阻燃体系有着高效稳定的阻燃效果,但是其多方面的劣势使其在世界范围内正经历一场逐渐被取而代之的革命:


首先含有卤素的塑胶材料在燃烧过程中,一方面产生大量有毒气体,另一方面还会生成大量的浓密烟雾。根据权威数据统计,火灾中的死亡事故有80%以上是材料燃烧产生的浓烟和有毒气体造成的;其次燃烧时会释放卤化氢气体,卤化氢溶于水,在空气中与水汽结合会形成酸雨对建筑、农作物、人体健康等造成不同程度的损害;最后,其加工受热条件下会释放出少量卤化氢,对机器或模具造成腐蚀。


而工业界中一般不限制卤素中氟(F)、碘(I)和砹(At)的含量,无卤的释义只规定了氯(Cl)和溴(Br)两种元素在材料或制品中的各自含量和总含量的限定值。世界各个标准组织对无卤的规定也是一致的,如下表所示:

 

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三、无卤阻燃PP的使命——电子电器与家电行业的探求者


聚丙烯(PP)具有密度小、刚性好、强度高、耐化学药品等优点,而且加工性能优异,被广泛用于电子电器、家电、汽车等行业。


同时,由于PP价格低廉、产品型号多、改性方法齐全,使其最有希望实现通用塑料的工程化。阻燃性能优异的PP材料即是其工程化领域的重要部分,而无卤阻燃PP正是在这样的背景下应运而生,成为了电子电器与家电行业的探求者!



四、塑料中卤素危害性的主要表现:


1. 加工受热条件下会释放出少量卤化氢,腐蚀机器或模具;


2. 燃烧时会释放卤化氢气体,卤化氢溶于水,在空气中与水汽结合会形成酸雨;


3. 燃烧过程中,一方面产生大量有毒气体,另一方面还会生成大量的浓密烟雾, 根据权威数据统计,火灾中的死亡事故有80%以上是材料燃烧产生的浓烟和有毒气体造成的。



五、无卤和有卤的优点列举:


1.有卤材料的优点


近几年,虽然无卤阻燃以迅雷不及掩耳之势向前发展,但这并未否定有卤阻燃产品的价值。


含卤阻燃剂是目前塑料橡塑材料中阻燃应用最多的阻燃剂产品,主要是其为有机阻燃剂,化学性质呈惰性,与塑料的相容性比较好。欧盟的Rosh指令认为含卤阻燃剂中八溴联苯醚和五溴联苯醚燃烧产生二恶英,列入禁止使用目录,十溴联苯醚也因为具有争议作为不建议使用的阻燃剂,然而大多数含卤阻燃剂还没有被完全禁止使用,因为目前也很难找到一款真正完全取代其的产品。


人们看到含卤阻燃PP的好的力学性能的同时也看到了无卤阻燃PP低发烟量的优点。看到含卤阻燃PP阻燃剂添加量少的同时也在欣赏无卤阻燃高的GWIT。看到含卤阻燃PP易加工同时也看到了无卤阻燃PP合成原料的持续与可再生。


人们看到含卤阻燃PP染色性差的同时也在承受着无卤阻燃PP大色差的困扰。诸多特征,彼此都是其它所不能替代的。凡事没绝对,有卤还是无卤,选材要从实际出发。要求把得准,选材才到位



2. 无卤材料的优点


无卤阻燃PP作为“绿色”环保产品。不仅有低发烟的特征,还有质轻的优点。20%矿物协效含卤阻燃PP的密度约1.30左右,普通阻燃PP密度约1.05左右。同样质量的无卤产品打出产品的个数是含卤产品的1.24倍,同样价格产品无卤阻燃产品的优势可见一斑。


阻燃材料发展到今天,满足UL94-V0早已不是新闻,同样的阻燃等级要求条件下,GWIT时常成为人们选材的关键因素。非明火条件下,无卤阻燃PP的GWIT约为850℃,而含卤阻燃PP的750℃条件下已经燃烧。无卤阻燃剂成就了无卤阻燃PP的不可替代的优点的同时也造就了不可回避的缺点、注塑模具较大或结构较复杂的情况下,无卤阻燃剂中小分子聚磷酸铵分解产生磷酸、迁移到制件表面导致制件易“沾灰”的同时也易“粘模”,在较长时间热停留颜色变化的同时制件表面也较差,而含卤阻燃PP却完全不存在这样的现象。





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