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技术交流

无卤阻燃PP之“得与失” !

发布时间:2018/1/22 16:24:40 浏览次数:1577

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。回复“阻燃”,可查看更多相关文章


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:

标准组织

国际电工委员会(IEC

美国电子工业联接协会(IPC

日本电子回路工业会(JPCA

法规编号

IEC61249-2-21

IPC-4101B

JPCA-ES-01-2003

氯(Cl%

<900ppm

<900ppm

<900ppm

溴(Br%

<900ppm

<900ppm

<900ppm

卤素总量(Cl+ Br%)

<1500ppm

<1500ppm

<1500ppm

同时,这也是国际知名大公司苹果、三星、戴尔、华硕、索尼等公司对其电子IT产品的无卤管控标准。


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!

毫无疑问,聚石化学的无卤阻燃PP【塞玛特™ 5000】成为了同类产品中的“佼佼者”,其系列产品不但功能多样、性能互补,具备无卤阻燃PP的一般特点外:

  • 低烟--燃烧时发烟量低且不产生有毒、腐蚀性的气体。

  • 无卤--Cl、Br各自含量≤500 ppm ,总含量≤1000 ppm。

  • 环保--通过美国UL认证,并满足RoHS、SVHC、PFOS&PFOA、17P、PAHs等法规对产品的要求。

  • 密度低--比同类型卤素阻燃PP密度至少低20%,具有更高的性价比。

而且可以满足不同客户对不同产品的使用需求,真正地为客户做到量身定做,随意DIY的服务宗旨!回复“PP”,可查看更多相关文章


表 塞玛特™ 5000系列产品指南

规格

性能特点

牌号

阻燃性能

应用实例

5000Y

高刚性

5000Y0、5000Y1、5000Y2

1.5/3.0mm V0

GWIT 775℃

电器控制盒、配电板、电磁进水阀、线圈骨架等

5000B

刚韧并重

5000B

1.5/3.0mm V0

GWIT 775℃

微波炉、线束接线盒、电暖桌等

5000R

高韧性

5000R0、5000R1、5000R2、5000R3

1.5/3.0mm V0

GWIT 775℃

暖风机、排水泵(洗衣机用)

EP5001

耐候性

[户外使用]

EP5001A(f1)、EP5001C(f1)

GWIT 775℃/3.0mm

GWFI 850℃/3.0mm

蓄电池外壳、避雷器外制件等

5000G

玻纤增强

[结构件]

5000G20、5000G25、5000G30

1.5/3.0mm V0

GWIT 800℃/3.0mm

进水阀、洗涤泵等


图 5000Y应用实例电器控制盒、配电板、电磁进水阀、线圈骨架等

图 5000B应用实例:微波炉、线束接线盒、电暖桌等

5000R应用实例暖风机、排水泵(洗衣机用)

图 EP50001应用实例:蓄电池外壳、避雷器外制件等

图 5000G应用实例:进水阀、洗涤泵等



四、无卤阻燃PP之得失——风云再起

1.无卤阻燃PP阻燃原理:

无卤阻燃PP采用的阻燃剂是一种膨胀型无卤阻燃剂,主要通过凝聚相发挥作用。在较低温度下,该阻燃剂能产生可作为脱水剂的酸;在稍高的温度下,酸促进PP进行脱水反应,且体系在该过程中熔融;脱水产生的水蒸汽和由PP受热分解产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡;与此同时,PP中酯基脱水碳化,形成无机物及炭残余物,且体系进一步发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫碳层。回复“膨胀性阻燃剂”,查看更多


2.无卤阻燃PP适用领域:

无卤阻燃PP使得材料的阻燃性得到了提高,并且大幅提高了GWIT和GWFI使其能广泛用于电子电器行业。但无卤阻燃PP产品中的阻燃剂聚磷酸铵具有一定的吸潮性,另外聚磷酸铵本身具有一定的聚合度,其相对PP分子链仍属于低聚物范畴。

一方面其对PP结晶成核(含异相成核作用)无促进作用,相反类似于增塑剂的功能;

另一方面加大了PP的分子量分布,从而使得PP分子链的规整度降低。当我们的产品对光泽度、耐刮檫、耐电压要求较为严格时,不建议使用该产品。

★ 无卤阻燃产品仅适用于对光泽度要求较低的制件;

★ PP本身不耐刮擦,而无卤阻燃系列产品相对于同类的传统溴锑阻燃及滑石粉、碳酸钙等填充体系耐刮擦性相对较弱;

★ 无卤阻燃PP产品适用于对击穿电压要求较低的制件,一般不超过50KV。

回复“阻燃”,可查看更多相关文章


3.无卤阻燃PP常见问题与注意事项:

(1)注塑后的制件阻燃下降或者不阻燃了

★碳酸钙的影响:无卤阻燃PP系列产品对碳酸钙敏感,注塑时不能混入碳酸钙;

★ 卤素的影响:无卤阻燃PP系列产品若与有卤阻燃产品混合注塑,会造成阻燃效率降低、外观颜色变暗,注塑时不能混入有卤阻燃产品;

★ 炭黑的影响:无卤阻燃PP系列产品对炭黑敏感,若需要做灰黑色制件,建议与专业公司联系,由专业公司做黑色料或提供专用黑母粒;小编调查了下,聚石化学这方面很强,不妨可以去联系一下。

★ 脱模剂的影响:由于脱模剂大部分是硅系列的小分子物质,其对无卤阻燃PP系列产品的阻燃效率有一定的负面影响,所以注塑时应适当的减少脱模剂的量或者不使用脱模剂;

★ 回用料的影响:由于回用料超过一定的比例会降低无卤阻燃PP系列产品的阻燃效率,所以应适当的控制并减少回用料的比例;

★ 注塑的压力或者温度的影响:注塑的压力过大或者温度过高,会导致无卤阻燃PP系列产品中阻燃剂轻微分解,造成阻燃效率降低,应适当降低注塑压力或者注塑温度。


(2)注塑制件出现顶白现象

★ 模具的影响:无卤阻燃PP系列产品的收缩率较稳定,模具的选择须与具体牌号收缩率的数据基本一致;

★ 脱模剂的影响:可在不影响制件外观及阻燃性的前提下适当增加脱模剂;

★ 注塑工艺的影响:适当降低注塑压力和保压压力,缩短保压时间,延长冷却时间。


五、无卤阻燃之展望

未来,人类将更加关注生存的环境问题,无卤阻燃技术将在改善人类生存环境中发挥重要作用。阻燃材料的无卤化越来越多地被大家认同与关注,人们将依据绿色工业即环境友好的产品要求来修订阻燃材料的评价方法并在全球给予统一,对长期大量使用的阻燃材料进行重新评定,要求阻燃材料在生产、使用和回收及废弃物的处理等各个环节符合环境保护的要求,和谐使用阻燃材料,实现阻燃材料与人类和社会的相互友好。


未来的无卤阻燃技术将是现有的阻燃技术与纳米阻燃技术、催化阻燃技术、接枝成炭阻燃技术等新技术的有机结合,实现阻燃材料的通用、环保、高性能、多功能化,替代现有的一些特殊工程塑料。它不仅要降低阻燃材料的成本,而且还要减少塑料材料的种类,为塑料材料的回收及废弃物的处理集中进行带来很大的便利。最后,让我们期待无卤阻燃PP在未来材料领域继续大展拳脚,书写壮丽篇章!


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