行業動態

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阻燃劑的新型阻燃技術及新的應用領域

阻燃技術的目的就是讓非阻燃材料具有阻燃的性能,在一定條件下不容易燃燒或者能夠自熄,是一種提供安全保障的材料。未來阻燃劑的發展方向就是阻燃效果好、安全更環保。為此投入了相當大的人力與資源進行阻燃新技術的研發。現如今來說,也相繼研發出了幾項阻燃新技術。小編接下來要為大家介紹幾項環保阻燃劑的新型阻燃技術。
一、表面改性
無機阻燃劑具有較強的極性與親水性,同非極性聚合物材料相容性差、界面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性,采用偶聯 劑對其進行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯劑是硅烷和鈦酸酯類。如經硅烷處理后的 ATH 阻燃效果好,能有效地提高聚酯的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度;經乙烯 - 硅烷處理的 A TH 可用于提高交聯乙烯醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗濕性。鈦酸酯類偶聯劑和硅烷偶聯劑可以并用,能產生協同效應。經過表面改性處理后的 ATH 表面活性得到了提高,增強了與樹脂之間的親和力,改善了制品的物理機械性能,增加了樹脂的加工流動性,降低了 A TH 表面的吸濕率,提高了阻燃制品的各種電氣性能,并將阻燃效果由 V21 級提高到 V20 級。
二、超細化
無機阻燃劑具有穩定性高、不易揮發、煙氣毒性低、成本低等優點,越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差,添加量大,使得材料的力學性能和耐熱性能都有所降低。因此,對無機阻燃劑進行改性,增強其與合成材料的相容性,降低其用量成為無機阻燃劑的發展趨勢之一。目前,氫氧化鋁( 3 Al(OH) ) 的超細化、納米化是主要研究開發方向。 3 Al(OH) 的大量添加會降低材料的機械 性能,而通過對 3 Al(OH) 微細化再行填充,反而會起到剛性粒子增塑、增強的 效果,特別是納米級材料。由于阻燃作用的發揮是由化學反應所支配的,而等量的阻燃劑其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。超細化也是從親和性方面考慮的。正是由于氫氧化鋁與聚合物的極性不同,才導致了其阻燃型復合材料物理機械性能下降。而超細納米化的 3 Al(OH) 增強了界面的相互作用,可均勻 地分散在基體樹脂中,更有效地改善了共混料的力學性能。
三、復配協同
在實際生產應用中,單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷,而且使用單一的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。阻燃劑的復配技術就是在磷系、鹵系、氮系和無機阻燃劑之間,或某類內部進行復合化,尋求最佳的經濟和社會效益。阻燃劑復配技術可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處,使其性能互補,達到降低阻燃劑的用量,提高材料阻燃性能、加工性能及物理機械性能等目的。
四、交聯
交聯高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多。在熱塑性塑料加工時添加少量交聯劑,能使塑料變成部分網狀結構,可改善阻燃劑的分散性,有利于塑料燃燒時產生結炭作用,提高阻燃性能,并能增加制品的機械、耐熱等性能。
五、微膠囊化
將微膠囊化應用于阻燃劑是近年來發展起來的一項新技術。微膠囊化的實質是把阻燃劑粉碎分散成微粒,用有機物或無機物進行包囊,形成微膠囊阻燃劑,或以表面很大的無機物為載體,將阻燃劑吸附在這些無機物載體的空隙中,形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。溴類環保阻燃劑的微膠囊化有以下優點:可改善阻燃劑的穩定性;可改善阻燃劑與樹脂的相容性,使材料的物理機械性能降低的現象得以改善;可大大改善阻燃劑的多種性能,擴大其應用范圍。
六、納米阻燃技術
有些納米材料具有阻止燃燒的功能,將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和結構效應,可以改變可燃材料的燃燒性能,使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術可以改變阻燃機理,提高阻燃性能。由于納米粒子的顆粒尺寸很小,比表面積很大,它所表現的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特征,為設計和制備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
以上六種技術就是最新的阻燃技術研究成果,詳細在不久的將來,會有更多先進的技術應用到阻燃劑產品中,為大家提供更加安全的生活環境。
應用領域
一、建材行業
聚碳酸酯板材具有良好的透光性,抗沖擊性,耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩定性和良好的成型加工性能,使其比建筑業傳統使用的無機玻璃具有明顯的技術性能優勢。中國建有聚碳酸酯建材中空板生產線20余條,年需用聚碳酸酯7萬t左右,到2005年達到14萬t。
二、汽車制造業
聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能,而且耐候性好、硬度高,因此適用于生產轎車和輕型卡車的各種零部件,其主要集中在照明系統、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。根據發達國家數據,聚碳酸酯在電子電氣、汽車制造業中使用比例在40%~50%,中國在該領域的使用比例只占10%左右,電子電氣和汽車制造業是中國迅速發展的支柱產業,未來這些領域對聚碳酸酯的需求量將是巨大的。預計2005年中國汽車總量達300多萬輛,需求量達到3萬t,因而聚碳酸酯在這一領域的應用是極有拓展潛力的。
三、醫療器械
由于聚碳酸酯制品可經受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒,且不發生變黃和物理性能下降,因而被廣泛應用于人工腎血液透析設備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復消毒的醫療設備中。如生產高壓注射器、外科手術面罩、一次性牙科用具、血液分離器等。
四、航空、航天
隨著航空、航天技術的迅速發展,對飛機和航天器中各部件的要求不斷提高,使得PC在該領域的應用也日趨增加。據統計,僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個,單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數百個不同構型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。
五、包裝領域
在包裝領域出現的新增長點是可重復消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質量輕,抗沖擊和透明性好,用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優點,一些領域PC瓶已完全取代玻璃瓶。據預測,隨著人們對飲用水質量重視程度的不斷提高,聚碳酸酯在這方面的用量增長速度將保持在10%以上,預計到2005年將達到6萬t。
六、電子電器
由于聚碳酸酯在較寬的溫、濕度范圍內具有良好而恒定的電絕緣性,是優良的絕緣材料。同時,其良好的難燃性和尺寸穩定性,使其在電子電器行業形成了廣闊的應用領域。聚碳酸酯樹脂主要用于生產各種食品加工機械,電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面,聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。
七、光學透鏡
聚碳酸酯以其獨特的高透光率、高折射率、高抗沖性、尺寸穩定性及易加工成型等特點,在該領域占有極其重要的位置。采用光學級聚碳酸配制作的光學透鏡不僅可用于照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學測試儀器等,還可用于電影投影機透鏡、復印機透鏡、紅外自動調焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡,以及各種棱鏡、多面反射鏡等諸多辦公設備和家電領域,其應用市場極為廣闊。聚碳酸酯在光學透鏡方面的另一重要應用領域便是作為兒童眼鏡、太陽鏡和安全鏡和成人眼鏡的鏡片材料。世界眼鏡業聚碳酸酯消費量年均增長率一直保持在20%以上,顯示出極大的市場活力。
八、光盤
隨著信息產業的倔起,由光學級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質,正在以極快的速度迅猛發展。聚碳酸酯以其優良的性能特點因而成為世界光盤制造業的主要原料。世界光盤制造業所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%,其年均增長速度超過10%。中國光盤產量增長迅速,據國家新聞出版總署公布的數字,2002年全國共有光盤生產線748條,年耗光學級聚碳酸酯約8萬噸,且全部進口。因而聚碳酸酯在光盤制造領域的應用前景是極為廣闊的。

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