Повечето полимерни материали са запалими и горими материали, с висока скорост на отделяне на топлина, висока калорична стойност, бързо разпространение на пламъка, трудна за гасене и понякога произвеждат гъсти дим и токсични газове, заплашвайки живота на хората и безопасността на собствеността. Следователно, има съответни стандарти за предотвратяване на пожар за материали като електронни уреди и строителни материали за домакинства, а добавянето на забавители на пламъка е основният начин за постигане на забавяне на полимерния пламък.
Първо, определението за забавители на пламъка.
Огнеупорният забавител, известен още като забавител на пламъка, пожароустойчив агент или пожарозависим, е спомагателен агент, използван за подобряване на устойчивостта на пламък на материалите, предотвратяване на запалването на материали и потискане на разпространението на пламъка. Той помага за предотвратяване на пожари, забавяне на разпространението на пожари, намаляване на отделянето на топлина, дим и токсични емисии. Най -важното е да увеличите времето за безопасно бягство.
Историята на забавителите на пламъка може да бъде проследена до 1820 г. От 60 -те години на миналия век постепенно се произвеждат и прилагат пламък в големи количества. Досега огнеузните забавители са се превърнали във втората по големина добавка след пластификатори.
Механизмът на пламъка на пламъка на пламъци забавители включва главно:
1) Абсорбция на топлина: Забавките на пламъка се разлагат и се изпаряват при нагряване, абсорбират топлина и намаляват температурата на повърхността на горими материали, играейки роля в забавянето на пламъка;
2) Функция за покритие: След нагряване се образува покриващ слой, за да осигури изолация и кислородна бариера;
3) Реакция на разрушаване на веригата: улавете свободните радикали, генерирани чрез изгаряне, за да се забави или прекрати реакцията на горене;
4) Неподдържам задушаване на газ: Отоплението разлага не горими газове, разрежда кислорода и горимите концентрации на газ.
Второ, видовете забавители на пламъка.
Има много видове забавители на пламъка, които могат да бъдат разделени на биологични забавители на пламъка и неорганични забавители на пламъка според тяхната химическа структура. Според вида на елемента, той може да бъде разделен на халогенна система, фосфорна система, азотна система, силиконова система, магнезиева алуминиева система, молибденна система и др. Според връзката между забавителите на пламъка и реактивните забавители. Следващата диаграма е груба класификация на забавителите на пламъка:
Понастоящем използваните забавители на пламъка включват главно неорганични, органични фосфор и органични халогени. Изпълнението, ефективността на пламъка, екологичната благоприятност и предимствата на тези три забавители на пламъка са както следва:
Единият е халогенен пламък -забавител.
Халогенните забавители на пламъка се отнасят до органични забавители на пламъка, съставени главно от халогени, които се използват широко от 60 -те години. Бромните забавители на пламъка са негов представител и един от най -големите базарди на органичен пламък, произведени в света. Бромните забавители на пламъка се разлагат на 300 градуса и могат да улавят свободните радикали, генерирани от реакции на разграждане на полимер, като по този начин забавят или прекратяват реакциите на горене и освобождават газовия газ-сплав на пламък, за да блокират горимите газове.
Основни продукти: тетрабромобисфенол А, декабромодифенил етан и др.
Характеристики: Висока ефективност на пламъка, ниска употреба, умерена цена, минимално въздействие върху свойствата на материала, но димът с висок изгаряне и освобождаване на токсични и корозивни газове.
Фигура 10 Бромодифенилетанов пламък забавител Masterbatch, произведен от Haiwang Chemical.
Международната общност последователно въвежда регулации и политики като Конвенцията на POPS, WEEE, ROHS, обхват и др. Халогенните забавители на пламъка са строго ограничени в опазването на околната среда. Поради недостига и монопол на бромните ресурси в света, цената на брома бързо се увеличи и предимството на разходите на базата на пламък на базата на бром постепенно се губи, което води до постепенно намаляване на пазарния дял.
Вторият е пламък на базата на фосфор.
Фосфорните забавители на пламъка включват базарданти на органичен фосфор за пламък и неорганични фосфорни забавители на пламъка. Основни характеристики: ниска токсичност, нисък дим, нисък халоген или дори халоген, висока ефективност и ниска доза.
Микрокапсулен червен фосфор MasterBatch за кабинет, Hanzhong Zall.
1) Органичен фосфорт пламък забавител.
Основни продукти: фосфонови киселини, фосфатни естери, хипофосфитни естери, органични фосфатни соли, фосфинови оксиди, азотни съединения на фосфор и др.
Продуктите от термично разлагане на фосфор, съдържащи съединения, имат силни дехидратационни ефекти, които могат да карбонизират полимерната повърхност, покрита с въглерод, да образуват въглероден филм, да изолират въздуха и да постигнат ефекти на пламък -забави.
Недостатъци: Лоша топлинна устойчивост, висока променливост, влошаване на пластмасовата температура на термичната деформация.
2) неорганичен фосфор за забавяне на пламъка:
Основни продукти: Червен фосфор, микрокапсулиран червен фосфор, амониев фосфат, амониев полифосфат (APP) и др.
Приложението е приложимо за интумните системи за забавяне на пламъка, използвани главно за полиолефин, полиуретанова пяна, покритие и други забавители на пламъка.
Третият са метални хидроксиди.
Съставен главно от алуминиев хидроксид и магнезиев хидроксид, това е пламък -забавител, който интегрира забавяне на пламъка, потискане на дим и пълнене. Основни характеристики: нетоксични, не корозивни, добра стабилност, добра нестабилност, без токсични газове, потискане на дим и др.
Единият е алуминиев хидроксид.
Алуминиевият хидроксид, съкратено като ATH, има пламък-забавител, потискане на дим и функции за пълнене, е нетоксичен и евтин и е най-важният неорганичен пламък на пламък. ATH започва да дехидратира и абсорбира топлина на около 250 градуса, произвеждайки алуминиев оксид върху повърхността на материала и потиска неговото горене. Подходящ за еластомери, термореактивни смоли, термопластична пластмаса и др.
Снимка: Ultra Fine High White Aluminium Hydroxide от China Super League Corporation.
Вторият е магнезиев хидроксид.
Понастоящем магнезиевият хидроксид е развит адитивен пламък-забавител с нисък дим и нетоксични свойства, които могат да неутрализират кисели и корозивни газове по време на горенето. Температурата на разлагане на магнезиев хидроксид е по-висока от ATH, варираща от 350 до 400 градуса, което го прави подходящ за обработка на високотемпературни инженерни пластмаси. Въпреки това, тъй като магнезиевият хидроксид може да катализира разлагането на смола, той обикновено не е подходящ за термопластични полиестерни смоли.
Поради ниската ефективност на забавяне на пламъка на неорганични хидроксиди, количеството на добавянето обикновено е до 50%~ 70%, което засяга свойствата на материала. Следователно повърхностната обработка е необходима за подобряване на съвместимостта с материала.
Четвъртият е цинков борат.
Цинковият борат има различни функции като забавяне на пламъка, потискане на дим, карбонизация, потискане на ин и капчици против топене. Ниската цена, нетоксичната и не дразнеща, не влияе на силата, удължаването и термичното стареене на материала. Цинковият борат може да се използва самостоятелно или в комбинация с органични халиди и антимонски триоксид за по -добро забавяне на пламъка.
Пет е триазинов пламък -забавител.
Триазиновите забавители на пламъка са съставени главно от меламин и неговите производни, които имат множество реакционни функции, добра термична стабилност, добър ефект на забавяне на пламъка и добра съвместимост с полимерите.
Основни продукти: меламин, меламин цианурат, MPP, MP и т.н.
Меламинът и неговите производни са подходящи за системи за разширяване на пламъка, използвани главно за разширителен пламък, който е найлоново.
6. Разширяване на пламъка забавител.
1) Фосфор за разширяване на азот на азот.
Азотният пламък на фосфор е забавител на пламъка, съставен главно от фосфор и азот, с добър ефект на забавяне на пламъка, нисък обем на тютюнопушене и ниско производство на токсични газове. Фосфорните азотни забавители на пламъка образуват порест слой при нагряване, което може да изолира топлина и кислород. Освободената водна пара и амоняк могат да пеят въглеродния слой, което е полезно за забавяне на пламъка. Най -широко използваните фосфорни азотни разширителни забавители на пламъка в момента са меламин, APP и полиестерни системи.
Фосфорен азотен пламък забавител, Ханджонг Зал.
Вторият е разширяем графит.
Разширяващият се графит се прави чрез подкисляване на естествения графит с концентрирана сярна киселина, измиване с вода, филтриране я, изсушавайки я и след това го разширява на 900-1000 градуса. Обемът на разширяемата графит се разширява стотици пъти с повишаване на температурата, образувайки въглероден слой върху полимерната повърхност, за да се изолират източниците на топлина. По време на процеса на разширяване той абсорбира голямо количество топлина, освобождава киселинни йони в междинния слой, насърчава дехидратацията и карбонизацията и се комбинира със свободни радикали, генерирани чрез изгаряне, за да инхибират верижните реакции. Може да се използва заедно с фосфорни съединения и метални оксиди за получаване на синергичен ефект, а добавянето на малко количество може да постигне целта на забавяне на пламъка.
Все по -строгите стандарти за пожарна безопасност и бързият растеж на пластмасовите приложения доведоха до нарастваща тенденция на пазара на пламъци за забавяне. Въпреки това, има сравнително малко задължителни стандарти за забавяне на пламъка в Китай и технологията за забавяне на пламъка е сравнително назад. Бромните забавители на пламъка все още са основните. Засегнати от забраната или ограничаването на използването на някои базарди на пламък на бром в чужбина, без халоген, високоефективност, ниска токсичност и ниски дим-забавители на пламъка се развиват бързо в Китай. Новите технологии за забавяне на пламъка като омрежване, ултрафини, микрокапсулации, повърхностна модификация и композитна синергия са се превърнали в горещи точки за изследване.
