阻燃的等級(jí)阻燃是在聚合物材料的燃燒過程中,阻止或抑制其物理/化學(xué)變化的速度的過程。塑料阻燃等級(jí)由HB、V-2、V-1向V-0逐級(jí)遞增,比V-0等級(jí)高的阻燃等級(jí)還有5V、5VB、5VA。
HB:UL94標(biāo)準(zhǔn)中最低的阻燃等級(jí)。要求對于3到13毫米厚的樣品,燃燒速度小于40毫米每分鐘;小于3毫米厚的樣品,燃燒速度小于70毫米每分鐘;或者在100毫米的標(biāo)志前熄滅。V-2:對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內(nèi)熄滅。可以有燃燒物掉下。V-1:對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。V-0:對樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在30秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。
一般來說,人們都會(huì)這么覺得,而且希望阻燃級(jí)別達(dá)到最高,但是實(shí)際情況并非如此。阻燃等級(jí)并非越高越好。首先,現(xiàn)有的阻燃測試方法存在局限性,得到的結(jié)論也是相對的。再者,一些應(yīng)用條件下,阻燃等級(jí)低的塑料反而要好。例如,在某些電器塑料制品上,要求材料具有抗電弧點(diǎn)燃性,此時(shí)如果使用V-2級(jí)別的塑料會(huì)優(yōu)于V-0等級(jí)的塑料。這是因?yàn)閂-2級(jí)別的塑料不會(huì)在電作用下形成導(dǎo)電而結(jié)焦,從而降低了著火的可能性,V-0等級(jí)塑料反而存在著火可能性。
阻燃劑的分類按阻燃劑和被阻燃材料的關(guān)系,阻燃劑可以分為添加型和反應(yīng)型兩大類。前者只是以物理方式分散于基材中,多應(yīng)用于熱塑性高聚物;后者主要作為單體或者是輔助試劑參與高聚物的合成反應(yīng),最后成為高聚物的結(jié)構(gòu)單元,多應(yīng)用于熱固性高聚物。
按阻燃元素分類,常用的阻燃劑分為鹵系、磷系、氮系以及鹵-磷系、磷-氮系、銻系、鎂-鋁系、硼系、硅系、鉬系等等,還有一類是膨脹型阻燃劑,它們大多是磷-氮化合物的復(fù)合物;以及一種納米無機(jī)物,主要是層狀硅酸鹽。
阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)況1)有機(jī)鹵系阻燃劑目前,有機(jī)鹵系阻燃劑仍然是最主要的阻燃劑產(chǎn)品之一,共近百個(gè)品種,主要是溴系阻燃劑和氯系阻燃劑,其中溴系阻燃劑有70多個(gè)品種。由于溴系阻燃劑具有阻燃效率高、用量少、對材料性能影響小、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn),目前全球使用量較大的三種有機(jī)阻燃劑產(chǎn)品十溴二苯乙烷、四溴雙酚A及六溴環(huán)二烷均屬于溴系阻燃劑。
然而,鹵系阻燃劑在環(huán)保及安全方面的問題日益顯現(xiàn)。1986年,瑞士和德國科學(xué)家相繼通過的試驗(yàn)證明多溴二苯醚(PBDPO)及以其阻燃的材料在熱裂解和燃燒時(shí)會(huì)生成有毒致癌物質(zhì)多溴代二苯并二噁英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),并且,溴系阻燃劑阻燃的高聚物在熱裂及燃燒時(shí)會(huì)生成大量的煙塵及腐蝕性氣體。目前,蘋果、三星、惠普、戴爾等公司均承諾逐漸停用溴系阻燃劑,要求嚴(yán)格的甚至規(guī)定:Br<900ppm;Cl<900ppm;Br+Cl<1500ppm。2)無鹵環(huán)保阻燃劑已被廣泛研究和使用的無鹵環(huán)保阻燃劑主要有無機(jī)阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、硅系阻燃劑、膨脹阻燃劑、納米阻燃劑以及協(xié)效復(fù)配阻燃劑等。
產(chǎn)業(yè)界正著力于開發(fā)新低毒低煙、無污染的阻燃劑和阻燃材料。無機(jī)系阻燃劑雖然沒有環(huán)保方面的問題,但因其阻燃效率低,添加量大,容易降低材料本身機(jī)械性能的關(guān)系,往往用于對機(jī)械強(qiáng)度性能要求不高的材料,且往往需要添加溴系阻燃劑以提高協(xié)同阻燃效率,其應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的限制性;有機(jī)磷系阻燃劑具有環(huán)保方面的優(yōu)勢,是作為替代有機(jī)鹵系阻燃劑的優(yōu)先選擇之一。研究新型無鹵阻燃劑和不同阻燃劑復(fù)合的協(xié)效作用,研制新型表面改性劑和新的表面改性技術(shù),使阻燃劑與聚合物基體有適宜的相容性,構(gòu)筑適度柔性、結(jié)合力強(qiáng)的界面結(jié)構(gòu),是將來阻燃劑的發(fā)展方向。
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