阻燃产品介绍 -- 溴系阻燃剂
2018-04-11 admin
        一、溴系阻燃剂与其他阻燃剂相比,主要有以下优点:
        1)阻燃效率高,添加量少,对被阻燃基材的加工性能和理化性能影响较小;
        2)有优良的热稳定性和水不溶性;
        3)分散性好,与材料有较好的相容性;
        4)原料来源充足,制备工艺成熟;
        5)热分解温度范围窄,起阻燃作用的成分比集中,浓度大;
        6)种类繁,能满足多种高聚物加工工艺及阻燃产品的使用要求,应用范围广。   

        二、阻燃机理 
        其主要作用机理是溴系阻燃剂受热分解生成HBr,而HBr能捕获传递燃烧链式反应的活性自由基(如OH? 、O?和H?),生成活性较低的溴自由基,致使燃烧减缓或中止。 
RX → HX.     HX + HO?→X?+ H2O     RH + X?→ HX + R?
此外,HBr为密度大的气体,并且难燃,它不仅能稀释空气中的氧,同时还能覆盖于材料表面,替代空气,致使材料的燃烧速度降低或自熄。  

        三、溴系阻燃剂分类 
        溴系阻燃剂从使用方法上可将其分为反应型和添加型;从化合物结构上可将其分为多溴二苯醚类、溴代苯酚类、溴代双酚A类、溴代邻苯二甲酸类、溴代多元醇类、溴代烷烃类以及其他新型溴系阻燃剂。其中最重要的是多溴二苯醚((PBDEs)、四溴双酚A (TBBPA)和六溴环十二烷(HBCD)等,前两者的产量占溴系阻燃剂的50%左右。
        十溴二苯醚(DBDEs)是由溴与联苯醚在AlCl3作用下反应制得,其含溴量高达83.3%(质量分数),热稳定性好,阻燃效能高,且价格适中,广泛应用于聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰胺等热塑性塑料的加工,也可用于环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯等热固性树脂的阻燃加工,是一种产量和消耗量较大的添加型含溴阻燃剂
        四溴双酚A  四溴双酚A(TBBPA)是双酚A的溴化衍生物,含溴量为58.8%(质量分数),可分为反应型和添加型阻燃剂。反应型四溴双酚A主要用作含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯的中间体,用于制备含溴环氧树脂、含溴聚碳酸酯、含溴酚醛树脂等阻燃树脂。四溴双酚A与CoCl2反应生成含溴为58%(质量分数)的四溴双酚A聚碳酸酯,具有热稳定性高、渗出量少、加工性能优异、对树脂的物理性能影响较小和不腐蚀等优点。添加型主要用作环氧树脂、酚醛树脂、HIPS、ABS、不饱和树脂和聚氨酯等材料的阻燃,TBBPA具有促进聚合物熔体流动性的特征,用40%质量分数)即可达到很好的阻燃效果,氧指数可达30.9。 

        四、溴系阻燃剂存在的问题
        1)“二恶英”问题  1986年瑞士的研究人员发现多溴二苯醚(PBDEs)及其阻燃的高聚物的热裂解和燃烧产物中含有剧毒、致癌的多溴代二苯并二英(PBDD)和多溴二苯并呋喃(PBDF)。1989年德国环保局在本年度的一份报告中指出,以十溴二苯醚、八溴二苯醚和五溴二苯醚阻燃的PS、PP、PU、ABS、PVC、PBT、聚碳酸酯及环氧层压板等塑料在600℃热分解时含有PBDF,以多溴二苯醚阻燃的塑料制成的电视机外壳,电视机连续工作三天之后,所在空间大气中可检测到微量的PBDF,这就是所谓“二恶英”问题    
        2)二恶英有明显的免疫毒性,可引起动物胸腺萎缩、细胞免疫与体液免疫功能降低等。二恶英还能引起皮肤损害,在暴露的实验动物和人群可观  察到皮肤过渡角化、色素沉着以及氯痤疮等的发生。二恶英染毒动物可出现肝脏肿大、实质细胞增生与肥大、严重时发生变性和坏死。二恶英对动物有极强的致癌性。用2,3,7,8-TCDD染毒,能在实验动物诱发出多个部位的肿瘤。流行病学研究表明,二恶英暴露可增加人群患癌症的危险度。根据动物实验与流行病学研究的结果,1997年国际癌症研究机构将2,3,7,8-TCDD确定为Ⅰ类人类致癌物。

        五、新型环保溴系阻燃剂
        十溴二苯乙烷是近年来开发生产的一种新型、广谱、高效、环保的添加型阻燃剂,其耐热性、耐光性和不易渗析性等特点都优于十溴二苯醚,二者阻燃性基本一致,但阻燃时不会产生人们担心的多溴二啄英问题,毒性比十溴二苯醚低。虽然十溴二苯醚已于2005年10月被豁免,但并不排除十多年之后仍有被禁止生产和使用的可能性,因此,十溴二苯乙烷是十溴二苯醚的优良替代品。十溴二苯乙烷适用于聚苯乙烯、高苯乙烯、ABS、环氧树脂、弹性体等胶黏剂和密封剂。
        十溴二苯乙烷使用范围广泛,是一种广谱添加型阻燃剂,其溴含量高,热稳定性好,抗紫外线性能佳,较其他溴系阻燃剂的渗出性低;特别适用于生产电脑、传真机、电话机、复印机、家电等的高档材料的阻燃。
        十溴二苯乙烷热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷( PBDO )及多溴代二苯并呋喃( PBDF ),用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二恶英条例的要求,对环境不造成危害。
        十溴二苯乙烷无任何毒性,也不会对生物产生任何致畸性,对水生物如鱼等无副作用,可以说符合环保的要求。
        十溴二苯乙烷在使用的体系中相当稳定,用它阻燃的热塑性塑料可以循环使用。
        十溴二苯乙烷对阻燃材料性能的不利影响较传统阻燃剂十溴二苯醚小,且耐光性能好,渗出性低。
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