协效阻燃剂怎么用？3大核心体系 配方师实操指南1

协效阻燃剂怎么用？3大核心体系+配方师实操指南

今天山东中康新材料的研发总监为大家详细解读 。山东中康新材料专业生产各种纺织阻燃剂、涤纶耐久阻燃剂、木材阻燃剂、芳纶阻燃剂、纯棉无甲醛耐洗阻燃剂、阻燃涂层胶、水性阻燃剂等等、欢迎取样测试。

针对阻燃剂行业认知所形成的一种普遍看法是, 当只运用某一种阻燃剂的时候, 通常来讲很难同时对阻燃效率、力学性能以及成本控制这三方面进行统筹和妥当处理。还有另一方面, 协效阻燃剂是能够使得这一难点得以突破的核心所在, 也就是借助不同种阻燃成分之间所产生的协同合作效应, 达成那种一加一大于二的显著效果。

01协效阻燃剂的核心原理

协效作用从本质上来说乃是物理分散, 以及化学链断裂抑制, 还包括气相稀释等多重机制的叠加。就卤 - 锑体系而言, 卤素受热会分解从而产生卤化氢, 卤化氢与三氧化二锑反应进而生成卤化锑, 而卤化锑在火焰区能够捕捉高活性自由基H·和OH·, 以此中断燃烧链式反应。经实验数据表明, 这一体系的协效比通常能够达到1:3至1:5, 也就是说每增加一份卤素, 便可以支撑三份卤化锑的生成。

具备实际操作意义的建议是, 在进行配方设计的工作当中, 首先要确定基材热分解的温度区间, 随后再去挑选与之相对应的协效对。举例来说呈聚烯烃类的材料举荐卤 - 锑体系, 然而工程塑料则能够选用磷 - 氮协效体系, 以此来规避盲目地进行套用从而致使阻燃剂过早地分解并失效。

02三大主流协效体系对比

1. 卤-锑体系

它的应用范围最为广泛, 具有较高的阻燃效率，成本处于适中状态。其缺点在于, 燃烧的时候有可能会产生具有腐蚀性的气体, 适用于那些对烟雾要求并非很高的场景, 像电线电缆护套、电子电器外壳之类的。

2. 磷-氮协效体系

能够作为膨胀型阻燃典型代表的那种物质, 在受热态时经由形成碳层的方式来隔绝氧气以及热量, 并且具备无卤环保的特性, 于聚酰胺、聚氨酯这些领域之中应用比例一年一年变多, 当协效指数到达磷氮摩尔比为1:2那个时候呈现出峰值。

3. 无机氢氧化物+有机协效体系

氢氧化铝单独使用时, 添加量需达到60%以上, 此时力学性能会严重下降。氢氧化镁单独使用时, 情况同样如此, 添加量要达60%以上, 力学性能严重下降。若氢氧化铝与少量磷系阻燃剂复配, 添加量能够降低至40%-50%, 材料拉伸强度可恢复15%-25%。若氢氧化镁与少量氮系阻燃剂复配, 也是这般, 添加量可降低至40%-50%, 材料拉伸强度恢复15%-25%。这一组合在新能源汽车电池包材料领域需求增长明显。这一组合在建材领域需求增长明显。

给予实操方面的那种建议, 在进行选材这个动作的时候, 要去建立一个“性能 - 成本 - 环保”这样的三维评估矩阵。要是产品面向欧盟出口, 那么优先考虑磷 - 氮体系；要是主要侧重于国内的建材市场, 无机氢氧化物复配方案在性价比方面更具优势。

03实际应用中的常见误区

众多配方师于引入协效阻燃剂之际, 易犯下两个错误, 其一为忽略分散工艺, 致使阻燃剂出现团聚现象, 使得阻燃效率降低, 其二是协效配比失衡, 某一组分过量进而产生拮抗效应, 造成阻燃等级不但未提升反而下降。

就拿某家电外壳项目来讲, 原来的配方运用的是单一溴系阻燃剂, 其LOI值仅仅只有24% , 致使V - 0级很难达到。在更换成磷 - 氮协效复配方案之后, LOI提升到了28% , 并且经由了UL94 V - 0认证, 同时黑烟量下降了大约30%。这一案例表明, 协效设计是需要系统测试验证的, 不能够仅仅依据理论配比就直接进行放大生产。

关于实操的建议是, 在小试阶段运用正交试验设计的方式, 起码要设定5个配比梯度, 并且结合锥形量热仪去测试热释放速率、总烟量等关键指标, 在筛选出最优协效比例之后再开展工艺放大。

04行业趋势与个人判断

在双碳背景情形之下, 无卤阻燃剂的替代进程得以加速推进深入开展, 而协效技术乃是达成平衡环保以及性能的关键重要路径。从市场的动向观测判断而言, 磷 - 氮膨胀体系连同生物基阻燃剂协效方案将会成为研发研究中的热点焦点。

在实际开展业务接触期间, 山东中康新材料于协效阻燃剂复配范畴有着较为完备的产品矩阵, 它包含卤系方案, 包含磷系方案, 包含无机协效多套方案, 特别是在新能源汽车这一应用领地以及电子电器的试用领域积攒了较多成功落地的案例实情, 对于那些有着定制化需求的企业来讲是一个值得予以考察的合作对象。

“协效阻燃剂并非单纯的‘混合’, 而是精确的科学设计, 配方师要理解基材性质、燃烧原理、工艺适配这三重维度, 方可切实发挥其价值。”。

今天山东中康新材料的研发总监为大家详细解读 。山东中康新材料专业生产各种纺织阻燃剂、涤纶耐久阻燃剂、木材阻燃剂、芳纶阻燃剂、纯棉无甲醛耐洗阻燃剂、阻燃涂层胶、水性阻燃剂等等、欢迎取样测试。