阻燃樹脂――阻燃樹脂配方原則

阻燃樹脂配方原則

  確定阻燃樹脂的配方,  一般要根據規定的阻燃測試標準來選擇不同的阻燃方法。
  減少聚酯樹脂的燃燒速度主要有以下幾個途徑。
  (1)添加阻燃性無機填料   無機填料中能起阻燃作用的化合物有磷酸鹽、三氧化二銻、硼砂、明礬等,但使用結果都使樹脂失去透明性。含白煙或砂子多時可略減低燃燒速度。
  (2)添加阻燃性有機填料  阻燃性有機填料有些是液體,有些是蠟狀固體,含氯量一般為50%~80%(質量分數)。主要增加普通聚酯的自熄性。
  氯化石蠟有很好的自熄性,但使樹脂力學性能下降。成型產品長期暴露于室外時,氯化石蠟能滲透到表面,使層合板材開裂。
  除氯化石蠟外,可再聯用磷酸三(甲苯酯)取代氧化銻,自熄性會顯著增強。也可用磷酸三乙酯或其他類似的磷化合物。
  采用這類阻燃添加物,加入量可達20%(質量分數),取得阻燃自熄效果,但樹脂的力學性能都有一定程度的下降。耐老化性也下降。表8-1為各種阻燃添加劑對玻璃纖維層合板的自熄性及彎曲強度的影響。圖8-1為自熄樹脂浸水后的質量變化情況。

  (3)飽和酸的化學改性   飽和酸的化學改性是阻燃樹脂配方的主要方法,所用含鹵素的飽和二元酸有多種。
  (4)不飽和酸的化學改性  有些樹脂用氯代順丁烯二酸作不飽和酸。它自身可用于聚酯的反應,也可與環戊二烯進行代爾斯-奧爾德反應產生含氯的加成物。直接進行聚酯化反應所得樹脂含氯量不足,不能自熄。
  (5)單體的化學改性   用苯磷酸二烯丙酯代替部分或全部苯乙烯,可得良好的阻燃樹脂。也可用苯磷酸二甲酯與異丁烯基磷酸二烯丙酯,這種改性單體阻燃效果很好,但價格太高。
  二氯苯乙烯(一般為2,5-二氯苯乙烯)也可取代苯乙烯,但阻燃作用不夠好。
  在設計一個阻燃樹脂配方時,先應明確這種樹脂應達到怎樣的阻燃標準,然后,針對標準,考慮采取哪種方法。盡可能用較簡單的工藝、較便宜的材料來達到阻燃要求。
  關于阻燃標準,國際上通常按氧指數來劃分阻燃等級。例如英國標準BS、476對于阻燃材料的要求是:
  一級阻燃:氧指數>38%
  通用聚酯的氧指數約為19%~20%。
  如要求一種阻燃樹脂達到二級阻燃,即氧指數>25%,一般可用簡單方法,即在通用樹脂中加入一種或幾種阻燃添加劑即可。
  如要求一種阻燃樹脂達到一級阻燃,一般有含氯結構的樹脂,再加上阻燃添加劑即可。如采用通用樹脂,則必然多加阻燃添加劑,這會使固化后樹脂強度下降,且不耐老化。如采用適當的鹵代聚酯,再加入三氧化銻即可達到性能要求。
  采用何種添加劑主要取決下具體的應用要求,如要求清晰度高,就不能用三氧化銻。
  近年來,由于玻璃鋼的應用日益廣泛,有些地區對其阻燃要求日益提高,促使阻燃樹脂的生產技術不斷發展。