塑胶原料成炭技术是塑胶原料聚合物阻燃化的重要方法和途径之一。在塑胶原料阻燃剂的阻燃机理中,红磷、微胶囊化红磷(以下简称“微红”)、磷酸酯、卤化磷酸酯等含磷塑胶原料阻燃剂在空气中受热后,均先氧化生成Pz 05,继而生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸,它们可使一些含氧聚合物如环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等成炭正离子脱水成炭。炭质层是不易燃的,它覆盖、围绕塑胶原料聚合物,隔绝空气中氧和火焰,起到阻燃作用。其它含硼阻燃剂如硼酸锌等以及一些可吸收电子的物质(路易斯酸类)如sbzOs、FeCl。等,也基本上是按上述模式通过促进塑胶原料聚合物脱水而成炭、达到阻燃功效。在膨胀阻燃技术中谈到膨胀阻燃剂也是通过上述类似的反应历程脱水成炭,不过它是在可产生磷酸等物质的膨胀催化剂和喷气剂、成炭剂的联合作用下生成致密的多孔泡沫炭层的,它们又比一般脱水成炭的阻燃功效要高一些。
第二个使塑胶原料聚合物成炭、继而实现阻燃化的途径是接枝和交联成炭。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等皆可通过辐射交联或化学交联达到成炭效果;而聚苯乙烯则可通过化学交联,进行Friedel—CrafTs反应而炭化。ABS树脂则可通过接枝形成共聚物,继而实现炭化。
大多数塑胶原料聚合物的自成炭性和成炭速率都不高。所以,要加一些塑胶原料的成炭剂或炭促进剂去促使这些塑胶原料聚合物成炭,这就是塑胶原料聚合物成炭化的第三个途径。在聚烯烃(成炭性很低的典型)阻燃配方示例中,有一些配方加入季戊四醇等成炭剂,就是这个目的。
注:①在氮气流下于700~
②炭层中碳质量与聚合物中含碳量之比
成炭及防熔滴技术
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