无卤阻燃剂怎么选？分类、特点与选型实战指南1

无卤阻燃剂怎么选？分类、特点与选型实战指南

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。

伴随环保法规越发严格, 由于传统卤系阻燃剂在燃烧之际会释放有毒烟雾以及腐蚀性气体, 所以它正逐渐被无卤阻燃剂给取代。于电子电器、新能源汽车、建筑材料等领域, 对于环保阻燃材料的需求持续在攀升。面对种类多样的无卤阻燃剂, 企业要怎样科学地进行选型呢? 本文将会从分类、特点、应用场景这三个维度, 为您整理出一份实用的无卤阻燃剂选型指南。

01无卤阻燃剂主要分类及特点

1. 磷系阻燃剂

一种使用极其广泛的无卤阻燃体系之中, 存在着磷系阻燃剂。当材料受热步入分解状态时, 磷系阻燃剂的阻燃历程的主要表现是, 磷化合物会助力基材达成脱水炭化, 进而构建起致密的炭层, 以此隔绝氧气以及热量传递。

存在着这样一些代表品种, 它们分别是红磷, 并且还有聚磷酸铵, 也就是APP, 另外还有磷酸酯类, 像TCP、TPP这样的, 以及膦酸酯类。

优势数据, 就是磷系阻燃剂添加量在普通情况下于那个15%-30%的区间之内, 便能够达成UL94 V-0级阻燃对应达到的那个标准, 其中烟密度明显地要比卤系产品低很多。红磷阻燃效率比较高的哦, 添加量竟然能够低到2%-5%, 不过它存在容易氧化、加工稳定性不好的这些问题, 所以需要做微胶囊化处理才行。

当进行选用品种的实操时, 在选用品种这个行为当中, 要优先去考虑那种经过了表面处理的微胶囊红磷, 因为它能够有效地改善其所具备的分散性以及加工稳定性。对于像PA、PC合金这样的工程塑料而言, 聚磷酸铵跟季戊四醇所构成的膨胀型阻燃体系是一种成熟的方案。

2. 氮系阻燃剂

氮系阻燃剂, 以三聚氰胺及其衍生物作为代表, 主要情形为, 其通过受热分解释放像氨气、氮气这类不燃气体, 以此去稀释氧气浓度, 与此同时, 它因能吸热进而降低温度来达成阻燃。

所代表的品种是, 三聚氰胺, 还有三聚氰胺氰尿酸盐, 即MCA, 以及三聚氰胺聚磷酸盐。

处于优势地位的数据信息显示, MCA的氧指数能够达到34%以上, 其热分解温度大约是350℃, 适用于尼龙一类的工程塑料。三聚氰胺类阻燃剂所具有的烟释放量较低并且毒性较小等特点, 符合RoHS、REACH这类环保要求。

实际操作方面给出的建议是, 氮系阻燃剂要是单独去使用, 它的阻燃效率是存在局限的情况, 在此提出建议是把它与磷系放在一起复合搭配使用, 进而形成P-N共同发挥作用的协同阻燃体系, 凭借这种体系能够明显地降低总的添加数量并且有效提升阻燃的性能。

3. 硅系阻燃剂

硅系阻燃剂, 在受热之时会形成所具有的二氧化硅保护层, 这种保护层, 能将热量以及氧气予以隔绝, 与此同时, 还会释放出锅所的水蒸气, 由此来稀释可燃类型的气体。

具有代表性的品种有, 经过硅烷偶联剂改性的填料, 另有以硅氧烷构成部分的物质, 以及硅树脂。

有利数据表明, 硅系阻燃剂有着低烟的特性, 有着低毒的特性, 有着耐候性良好的特点, 它适用于对烟密度有着严格要求的情形, 像是轨道交通内饰材料这类情况。

实际操作方面给出的建议是这个样子的, 硅系产品的成本呢相对来说是比较高的, 所以呢建议把它用在具有高附加值的那一类产品上面, 并且呀可以借助硅烷偶联剂来对无机填料开展表面处理工作, 以此来提高它和基体树脂之间的相容性。

4. 无机氢氧化物阻燃剂

氢氧化铝, 也就是 ATH, 以及氢氧化镁, 也就是 MDH, 是最为经典的无机无卤阻燃剂, 它们凭借受热之后分解从而释放结晶水, 进而吸热实现降温, 除此以外还能稀释可燃气体。

优势数据呈现, ATH存有分解温度, 大约为200℃, 且MDH也具备分解温度, 大概是340℃。此二者皆属于白色粉末形态, 不存在毒, 没有腐蚀性的烟产生, 其价格相较于其他同类是低价的。添加量一般会在50% - 60%范畴内, 如此这般才能够达成理想的阻燃效果。

实操方面给出的建议是, ATH这种物质适用于聚乙烯、聚丙烯这类低熔点的材料, MDH它具备更好一些的耐热性, 适用于工程塑料还有橡胶, 我们还是建议去选用纳米级的或者是表面改性的相关产品, 这样能够降低添加量并且还可以改善力学这种性能。

02不同应用场景的选型策略

电子电器外壳

电子产品外壳对阻燃效率有着较高硬性要求, 同时对烟密度也有着较低标准要求, 其力学性能还需保持稳定状态。在此种情况下, 建议选择磷系膨胀型阻燃体系, 把添加量控制在20%至25%这个区间范围内, 如此便能企及V - 0级, 并且还能维持良好的冲击强度。山东中康新材料专门针对电子电器这个特定领域开发出了多款无卤阻燃剂产品, 这些产品已经在国内多家家电企业获得了应用验证。

电线电缆

电缆护套有着阻燃而且低烟以及无卤还耐候的要求, 推荐使用氢氧化镁去配合硅系协效剂。氢氧化镁添加量在50% 到55%, 其氧指数能够达到30%以上。如果是针对于高层建筑的阻燃电缆而言, 还要建议选用经过表面处理的纳米级MDH。选用纳米级MDH的目的在于改善加工流动性, 使其更利于加工。

新能源汽车电池包

对于电池包所用到的材料, 有着耐高温、阻燃且长效稳定这样的要求, 建议挑选出那种热稳定性优质的磷氮协同膨胀阻燃体系, 它的分解温度要高于250℃, 与此同时, 必须留意阻燃剂跟电池电解液二者之间的相容性, 防止出现长期老化以后性能有所衰减的情况。

03选型核心考量因素

既要有阻燃效率与添加量之间的平衡, 高添加量虽容易达到标准, 可却会明显地影响材料的力学性能以及加工时的流动性, 于此并建议借由复配方案来进行优化, 在满足阻燃要求的情形下降低总的添加量。

加工温度需匹配, 阻燃剂热分解温度要跟基体树脂加工温度相适配, 分解过早会致使加工进程里性能遭受损失, 分解过晚阻燃效果就不好。

关于成本与性能进行综合评估, 无机氢氧化物成本低, 不过添加量很大 , 磷系效率高, 成本处于中等水平 , 硅系性能优良, 成本却很高。需要依据产品定位进行综合权衡。

关于环保认证的合规性方面, 对于出口的产品而言, 要保证阻燃剂符合RoHS这种认证要求, 还要符合REACH的认证要求, 同时也要符合UL等认证要求, 并且要防止使用那些受到限制的物质。

04行业趋势与观点思考

无卤阻燃剂正朝着从单一品种朝着复合协同的方向前行, 单一阻燃剂常常难以同时兼顾效率、成本以及环保, 复配协同已然成为主流的趋势, 与此同时, 纳米技术、表面改性技术的应用, 正在促使无卤阻燃剂朝着高效化、低添加量的方向发展。

站在市场格局的角度来看, 国内从事无卤阻燃剂的企业之间竞争越发激烈起来, 所生产的产品存在着显著的同质化现象。企业要是打算突出自身而崭露头角, 也就需要在细分的应用领域进行深度耕耘, 进而提供定制化的解决方案。山东中康新材料在最近这些年不断加大研发方面的投入, 专心致志于无卤阻燃剂的技术创新, 于电子电器、新能源等细分领域积攒了丰富的经验，它的产品线涵盖了磷系、氮系、无机氢氧化物等多个品类, 可以为客户给予系统性的阻燃解决方案。

挑选无卤阻燃剂不存在“放诸四海皆宜的答案”, 仅有“最为适配的方案”, 在选型时期予以充分测试验证, 结合具体应用情形开展小试、中试, 确定最终方案于阻燃性能、加工性能、成本效益间达成最优均衡, 这是给到企业的建议。

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。