盘点适用于TPU聚氨酯弹性体的无卤阻燃剂

2023-06-13 17:46:23 超级管理员 629

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由低聚物二醇软段与二异氰酸酯⁃扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物 。TPU 加热后可以塑化,具有优异的加工性能;同时,TPU 的强度、弹性以及耐磨性等性能优异,已广泛地应用于汽车、涂料、国防、建筑材料、服装、电线电缆等行业 。普通TPU 的极限氧指数(LOI)仅为19%左右 ,影响其在汽车、电缆等部分火灾安全性要求高的领域的应用,对TPU 进行阻燃改性非常重要。
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1、纳米无机阻燃剂

纳米无机阻燃剂种类多样,主要为一些金属氧化物、金属氢氧化物以及纳米层状硅酸盐如蒙脱土、水合硅酸铝纳米纤维和凹凸棒土等,其最大的特点是绿色无污染且毒性低。通过引入纳米级颗粒状、层状或管状的无机阻燃剂,可以提高材料热稳定性和力学性能。纳米级无机阻燃剂可以作为阻隔层有效地隔氧隔热,属于凝聚相阻燃 。但是无机阻燃剂阻燃效率低,添加量大且容易损害材料力学性能,故常作为协效阻燃剂与其它阻燃剂复配使用。

2、氮系阻燃剂

氮系阻燃剂阻燃的材料燃烧时会吸收大量的热量并分解形成NH3、N2 等不燃气体,以此稀释易燃气体,属于气相阻燃。目前常用的氮系阻燃剂主要为三聚氰胺及其衍生物。无毒无污染,但是单组分使用时阻燃效率不高,多与其他阻燃剂复配使用。

3、硅系阻燃剂

硅系阻燃剂主要分为有机硅和无机硅两类。常用的无机硅阻燃剂为SiO2、硅胶和层状硅酸盐等,其阻燃机理是无机硅化合物会在材料表面起到屏障作用,可以隔绝氧气并提升成炭率;有机硅阻燃剂包括硅树脂和硅橡胶等,防熔滴效果好,能够分解形成致密的硅炭层。硅系阻燃剂常与其它阻燃剂协同阻燃。

4、磷系阻燃剂

磷系阻燃剂在高温下分解成磷酸或其酸酐,能促进成炭,形成的炭层可以隔热隔氧,为固相阻燃;磷系阻燃剂在燃烧期间产生PO·自由基以捕获燃烧自由基,中断燃烧链反应来提高材料的阻燃性,属于气相阻燃。常用的磷系阻燃剂有红磷、聚磷酸铵(APP)、磷酸酯、次磷酸盐以及磷氮化合物等。磷系阻燃剂毒性低,但是价格较高。

5、膨胀型阻燃剂

狭义的阻燃更强调离火自熄性,而可陶瓷化更强调燃烧后的成瓷强度、成瓷结构完整性和阻隔特性砥石复合陶瓷化粉是无卤、低烟、无毒、无害的环保型阻燃复合材料,加入聚合物后可以在低温短时间燃烧过程中形成自支撑陶瓷体,且有良好物理强度,起到防火作用在高温长时间的条件下或火焰下可形成强度更高的陶瓷体,从而更好的保护内部部件的正常工作,喷淋、振动也不脱落,并有较好的隔热能力,比如电线电缆的正常供电膨胀型阻燃剂阻燃效率较高,且生物基膨胀型阻燃剂对环境和人体无害。