Aspects de la modification issuelle des flammes ABS, quelles sont les retardateurs de flamme applicables?

Aspects de la modification issuelle de la flamme ABS, quels sont les retardateurs de flamme applicables ?

La résine ABS est un copolymère composé de trois monomères: acrylonitrile (a), butadiène (b) et styrène (s). Il s'agit d'un polymère thermoplastique qui se situe entre les plastiques à usage général et les plastiques d'ingénierie.

La résine ABS est connue pour son excellente résistance à l'impact, sa résistance à la chaleur, sa résistance à basse température, sa résistance chimique, sa facilité de traitement et son bon brillant de surface. En raison de son large éventail d'applications dans les industries automobiles, électroniques, électriques, textiles, domestiques et de construction, la demande de propriétés ignifuges de la flamme en ABS a augmenté.

Examinons de plus près l'importance des retardateurs de flamme ABS, les méthodes pour améliorer les propriétés ignifuges de la flamme de l'ABS et les principaux types de retardateurs de flamme utilisés pour l'ABS.

I. L'importance du retard de flamme d'abs

Avec l'application généralisée des polymères dans la vie moderne et diverses industries, les exigences de l'attraction de flamme et d'autres propriétés des matériaux augmentent. En Chine, la demande de polymères ignifuges de la flamme devient plus urgente.

Comme la plupart des polymères, l'ABS est un matériau combustible (avec un indice d'oxygène de seulement 22%). Il brûle rapidement et génère une grande quantité de fumée lorsqu'il est enflammé. Par conséquent, le retard de flamme de l'ABS est un sujet de recherche important.

Lorsqu'il est utilisé seul, l'ABS a de mauvaises propriétés ignifuges. Dans les applications pratiques, les retardateurs de flamme doivent être ajoutés pour améliorer ses performances ignifuges. Cependant, l'ajout de retardateurs de flammes peut réduire les propriétés physiques et mécaniques de l'ABS, en particulier la résistance à l'impact des produits, ce qui peut diminuer considérablement. De plus, les retardateurs de flammes sont généralement 2 à 3 fois plus chers que l'ABS, ce qui augmente le coût des produits.

La plupart des fabricants nationaux utilisent de l'éther décabromodiphényle (DebDE) comme ignifuge. Ce retardateur de flamme a une teneur élevée en brome, une excellente stabilité thermique, une faible quantité d'addition et un bon effet ignifuge.

Cependant, avec le développement d'applications modernes de haute technologie, les retardateurs de flamme traditionnels ne peuvent plus répondre aux exigences du marché en matière de performance. Les retardateurs de flammes futurs seront inévitablement sans halogène, efficaces, à faible fume, à faible toxicité et à des retardateurs de flamme composite multifonctionnels.

Ii Principales méthodes pour améliorer les performances ignifuges de la flamme des abdos

Modification de la composition du copolymère ABS: par exemple, l'ajout d'anhydride maléique ou de tribromostyrène comme quatrième monomère pour copolymériser avec du styrène, du butadiène et de l'acrylonitrile pour produire un copolymère rétrograde à quatre composantes. Cette méthode fournit un bon retard de flamme à long terme, mais il doit être ajouté pendant le processus de polymérisation ABS, qui est complexe et coûteux, il est donc rarement utilisé.

Mélange avec des résines ignifuges élevées (par exemple, PVC, CPE, etc.): Cette méthode nécessite une grande quantité de résine ignifuge élevée pour être efficace, ce qui peut affecter considérablement les propriétés inhérentes de l'ABS.

L'ajout de retardateurs de flamme inorganiques (par exemple, Al (OH) ₃, Mg (OH) ₂, Moo₃, etc.): Cette méthode nécessite une grande quantité de retardateur de flamme (généralement plus de 60 parties) pour obtenir un effet ignifuge notable, ce qui peut réduire considérablement les propriétés mécaniques et de traitement du polymère, ce qui le rend moins précieux.

Ajout des retardateurs de flamme organiques (par exemple, composés halogénés, retardants de flamme à base de phosphore, etc.): Cette méthode nécessite moins d'atterrissage de flammes et offre de bonnes performances ignifuges, mais elle présente des inconvénients tels qu'une mauvaise résistance aux intempéries, un coût élevé et une génération de fumée noire pendant la combustion.

Actuellement, la plupart des méthodes impliquent une combinaison des trois dernières approches ignifuges basées sur l'additif pour préparer un système ABS ignifuge à faible teneur en flamme avec des propriétés globales optimales.

Iii. Types de retardateurs de flamme d'abs

Retardateurs de flamme halogénés

1. THELLANTS DE FLAME BROMINÉ: Les retardateurs de flamme halogénés se réfèrent principalement aux retardateurs de flamme bromés, qui sont divisés en les catégories suivantes:

• Ethers diphényle polybromés: il s'agit notamment de l'éther d'octabromodiphényle et de l'éther décabromodiphényle. Ces retardateurs de flamme sont efficaces, nécessitent de faibles niveaux d'utilisation et fournissent de bonnes propriétés mécaniques à un coût modéré. Cependant, ils ne respectent pas la directive ROHS et sont considérés comme des produits non environnementaux qui sont maintenant interdits.

• Decabromodiphényl éthane (DBDPE): Puisqu'il contient du brome non libre, il n'appartient pas à la catégorie éther diphényle polybrominée et ne produit pas de substances telles que les biphényles polybromés et les éthers diphényliques polybromés, qui sont strictement prohibés par le directive ROHS, pendant la combustion. Son coût est comparable à l'éther décabromodiphényle, et les évaluations de la sécurité ont montré que le DBDPE est une faible toxicité et non irritant ignifuge avec des effets négatifs sur les gènes génétiques et une faible toxicité à dose répétée. Il peut remplacer les éthers diphényliques polybromés en tant que retardateur de flamme pour l'ABS.

• Résine époxy bromée: la résine époxy bromée se réfère à la résine époxy synthétisée à partir de tétrabromobisphénol A. Il a une excellente fluidité de fusion, une efficacité ignifuge élevée, une stabilité thermique et légère supérieure et des biens physiques et mécaniques, ce qui en fait un retard de flamme idéal pour les ABS.

2. Irginant de la flamme chloré en polyéthylène (CPE): CPE apparaît comme une poudre blanche, est non toxique, soluble dans les hydrocarbures aromatiques et halogénés et insolubles dans les hydrocarbures aliphatiques. Il se décompose au-dessus de 170 ° C, libérant du chlorure d'hydrogène. En raison de l'absence de doubles liaisons insaturées dans sa structure moléculaire et de la présence de groupes de chlore, il a une structure chimique stable, une excellente résistance à la chaleur, une résistance au froid, une résistance aux intempéries, une résistance chimique, une résistance à l'ozone et des propriétés d'isolation électrique. En tant que polymère élastomère, le CPE est compatible avec divers polymères et peut être utilisé comme modificateur pour ABS, PVC, PP, PE, PS, etc. Étant donné que CPE contient des halogènes, il a des propriétés ignifuges et peut être utilisée comme retardateur de flamme secondaire. De plus, CPE est moins cher que l'ABS, ce qui en fait un choix idéal pour la modification des ABS ignifuges.

3. Effet ignifuge synergique de CPE et SB₂O₃: Lorsque le CPE est ajouté aux matériaux ABS avec le DBDPE / SB₂O₃ de la flamme composite, l'indice d'oxygène du matériau composite augmente, tandis que le taux de libération de chaleur, la chaleur efficace de la combustion et le taux de perte de masse diminue. Cela indique que le CPE a des propriétés ignifuges et peut être utilisé comme issue de flamme secondaire. Après avoir ajouté du CPE, la résistance à l'impact du matériau composite augmente considérablement, suggérant un effet synergique entre CPE et SB₂O₃. De plus, l'ajout de CPE / SB₂O₃ réduit considérablement le taux de génération de fumée du matériau composite, indiquant que CPE / SB₂O₃ a également un bon effet de suppression de fumée sur l'ABS.

Retardants de flamme sans halogène

1. Hydroxyde d'aluminium et hydroxyde de magnésium: l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium sont deux retardateurs de flamme de type remplissage inorganiques communs. Ils se caractérisent par des halogènes, non toxiques, de suppression de fumée et rentables.

Leurs mécanismes ignifugeurs des flammes sont essentiellement les mêmes, impliquant à la fois le mécanisme en phase condensée (c'est-à-dire à des températures élevées, l'hydroxyde d'aluminium forme une phase condensée à la surface de l'ABS, isolant de l'air, empêchant le transfert de chaleur et réduisant la libération de gaz de combustible; Hydroxyde de magnésium, composites, composites de denses, mèche de refroidis Le retard de la flamme subit une déshydratation endothermique, une transition de phase, une décomposition ou d'autres réactions endothermiques, abaissant la température de la surface du polymère et de la zone de combustion, empêchant la dégradation thermique, et réduisant ainsi la volatilisation des gaz combustibles, perturbant finalement les conditions de combustion de maintien).

Cependant, lorsqu'ils sont utilisés seuls, ils nécessitent de grandes quantités et modifient considérablement les propriétés mécaniques de la résine, elles ne sont donc généralement pas utilisées comme retardateurs de flamme primaires.

2 . ​Son mécanisme ignifuge des flammes est principalement basé sur un retard de flamme en phase condensée, c'est-à-dire à des températures élevées, le phosphore rouge encapsulé forme une phase condensée à la surface de l'ABS, isolant l'air, empêchant le transfert de chaleur et réduisant la libération de gaz combustibles pour atteindre un retard de flamme.

Cependant, l'utilisation du phosphore rouge encapsulé à elle seule ne fournit pas d'effets ignifuges significatifs sur l'ABS, mais le combiner avec d'autres agents synergiques peut obtenir de meilleurs résultats ignifuges. La recherche a révélé que lorsque la quantité de phosphore rouge encapsulée est de 9% et que la quantité d'hydroxyde d'aluminium est de 20%, une ABS idéale synergique, respectueuse de l'environnement, ignifuge avec de bonnes propriétés mécaniques et ignifuges de la flamme peut être obtenue.

3. Modes de flamme composite phosphore-azote: les retardateurs de flamme contenant de l'azote fonctionnent principalement en formant des gaz non incombustibles tels que l'azote pendant la décomposition, qui diluent et déplacent les gaz combustibles ou couvrent la surface du matériau pour atteindre le retard de la flamme. Les exemples courants incluent la mélamine, la cyanurau de mélamine (MCA) et le pyrophosphate de mélamine.

Les retardateurs de flamme au phosphore-azote, qui sont principalement constitués de phosphore et d'azote, sont devenus populaires dans le retard de flamme sans halogène pour l'ABS. Lorsque les composés de phosphore sont combinés avec de l'azote, ils forment des retardateurs de flamme au phosphore-azote. Les composés de l'azote libèrent des gaz tels que N₂, Co₂, NH₃ et H₂O lors du chauffage, qui bloquent l'approvisionnement en oxygène, réalisant des effets synergiques et améliorés par la flamme.

Iv. Tendances de développement des retardateurs de flamme ABS

En examinant la recherche, le développement et les progrès des retardateurs de flammes ces dernières années, les tendances suivantes peuvent être observées:

1 Par conséquent, la demande de retardateurs de flammes sans halogène et respectueux de l'environnement augmente. .

2 .

3. Technologies nano- et microcapsule: avec le développement continu des technologies nano et microcapsule, la modification de surface et l'ultra-finment des retardateurs de flamme inorganiques deviennent la direction du développement. Étant donné que les retardateurs de flamme inorganiques ont de mauvais effets ignifuges et nécessitent de grands ajouts, de nouvelles technologies telles que l'ultra-finment, la modification de surface et la liaison macromoléculaire sont nécessaires pour améliorer leurs performances.

4. Application de la technologie de formulation composée: certains produits utilisent des éléments de phosphore pour remplacer les halogènes, réalisant un retard de flamme par l'expansion du volume. Lorsqu'elles sont ajoutées aux matériaux composites, ces retardateurs de flamme moussent et réticulent, formant une couche de charbon stable sur la surface du matériau. Cette couche de charbon peut bloquer la chaleur, réduire l'entrée d'oxygène, empêcher le dégoulinage du polymère fondu et une concentration de fumée plus faible et des émissions organiques, offrant une bonne protection au matériau. De plus, ce MasterBatch a une bonne stabilité à haute température, est facile à traiter et a d'excellentes propriétés de coloration.

V. Conclusion

Avec le développement rapide de l'appareil domestique et des industries automobiles, la consommation de résine ABS en Chine augmente rapidement, et des exigences plus élevées sont placées sur la convivialité environnementale et le retard de flamme de l'ABS. Développer de nouveaux types de retardateurs de flammes avec d'excellentes performances n'est pas seulement un sujet de recherche important dans les matériaux ignifuges, mais aussi une direction clé pour le développement de l'ABS.

Les retardateurs de flamme traditionnels halogénés, tels que l'éther décabromodiphényle (DebDE), sont efficaces mais sont confrontés à des défis environnementaux. En réponse, l'industrie se déplace vers des retardateurs de flamme sans halogène, à haute efficacité et multifonctionnels. Des méthodes telles que la modification de la composition du copolymère ABS, le mélange avec des résines ignifuges élevées et l'ajout de retardataires de flamme inorganiques ou organiques sont discutés, en mettant l'accent sur la réalisation de propriétés mécaniques à faible émotion et améliorées.

Yinsu Flame ignifuge est à l'avant-garde de cette innovation, offrant une gamme de produits adaptés à l'ABS. Leur ABS-P-20M du phosphore rouge du phosphore rouge offre un excellent retard de flamme avec un impact minimal sur les propriétés mécaniques. Le Masterbatch du bromure d'antimoine pour l'abs et la série T issue de la flamme d'antimoine composite est conçu pour améliorer les performances issuelles de la flamme tout en maintenant une stabilité thermique élevée et une facilité de traitement. Ces produits illustrent la tendance de l'industrie vers les retardateurs de flamme respectueux de l'environnement et hautes performances, s'alignant sur les exigences croissantes des applications modernes.