Méthodes de composés ignifuges ABS et sélection ignifuge

Méthodes de composés ignifuges ABS et sélection ignifuge

La résine ABS est un polymère thermoplastique entre les plastiques à usage général et les plastiques techniques, qui est une copolymérisation de trois monomères : l'acrylonitrile (A), le butadiène (B) et le styrène (S).

La résine ABS a une résistance aux chocs, une résistance à la chaleur, une résistance aux basses températures, une résistance chimique, un traitement et un moulage faciles, un brillant de surface et d'autres propriétés, est maintenant largement utilisée dans l'automobile, l'électronique, les appareils électriques, les textiles, les appareils électroménagers et les matériaux de construction et d'autres domaines, donc les exigences ignifuges de l'ABS sont également de plus en plus élevées.

Faisons ensuite le point sur l'importance de la modification des retardateurs de flamme ABS, les principales méthodes et les types de retardateurs de flamme applicables.

L’importance de la modification ignifuge de l’ABS

Avec la large application des polymères dans la vie moderne et dans diverses industries, les gens ont des exigences de plus en plus élevées en matière d’ignifugation et d’autres propriétés des matériaux. Les exigences de la Chine en matière de matériaux polymères ignifuges deviennent également de plus en plus urgentes.

Comme la plupart des matériaux polymères, l'ABS est un matériau inflammable (son indice d'oxygène n'est que de 22 %), brûle rapidement lorsqu'il prend feu et produit beaucoup de fumée. Le caractère ignifuge de l'ABS est donc un sujet de recherche scientifique important.

L'utilisation de l'ABS seul lorsque le retardateur de flamme est médiocre, dans des applications pratiques pour ajouter des retardateurs de flamme pour améliorer son effet ignifuge, et l'ajout de retardateurs de flamme réduira les propriétés physiques et mécaniques de l'ABS, en particulier la performance d'impact du produit a considérablement diminué. , et généralement le prix du retardateur de flamme est 2 à 3 fois le prix de l'ABS, de sorte que le coût du produit augmente.

Le retardateur de flamme utilisé par la plupart des fabricants nationaux est le décabromodiphényléther (DEBDE), qui présente une teneur élevée en brome, une excellente stabilité thermique, une petite quantité d'additifs et un bon effet ignifuge.

Cependant, avec l'application de la haute technologie moderne, le retardateur de flamme traditionnel est loin de répondre aux exigences du marché en termes de performances. L'avenir du nouveau retardateur de flamme sera sans halogène, à haute efficacité, à faible fumée, à faible toxicité et multi. -ignifuge composite fonctionnel.

Les principales méthodes de modification ignifuge ABS

1. Modifiez les composants du copolymère ABS, par exemple en ajoutant du succinate de transbutylène ou du tribromostyrène comme quatrième monomère et une copolymérisation de styrène, butadiène et acrylonitrile, pour obtenir un copolymère ignifuge à quatre composants. Cette méthode a une bonne durabilité ignifuge, mais elle doit être ajoutée dans le processus de polymérisation de l'ABS, et son processus est compliqué et coûteux, elle est donc moins utilisée.

2. Mélange de résines hautement ignifuges (telles que PVC, CPE, etc.). Cette méthode nécessite l'ajout d'une grande quantité de résine hautement ignifuge pour être efficace, ce qui affectera grandement les propriétés inhérentes de l'ABS.

3. Ajout de retardateurs de flamme inorganiques (tels que Al(OH)3, Mg(OH)2, MoO3, etc.). Les retardateurs de flamme utilisés dans cette méthode doivent être ajoutés en grandes quantités (généralement plus de 60 parties) afin d'avoir un effet ignifuge significatif, ce qui entraînera une diminution significative des propriétés mécaniques et des propriétés de transformation du polymère, le perte de valeur.

4. Ajoutez des retardateurs de flamme organiques (tels que des composés halogènes, des retardateurs de flamme au phosphore, etc.). La méthode d'additif ignifuge, bien que moindre, l'effet ignifuge est bon, mais il y a une mauvaise résistance aux intempéries, une fumée noire coûteuse lors de la combustion.

À l'heure actuelle, la plupart des trois dernières méthodes ignifuges additives préparent une meilleure performance du système ABS ignifuge à faible fumée.

Classification des retardateurs de flamme ABS

1. Retardateurs de flamme halogènes

Retardateurs de flamme bromés

Les retardateurs de flamme halogénés font principalement référence aux retardateurs de flamme bromés. Les retardateurs de flamme bromés sont répartis dans les catégories suivantes.

JE. PBDE : Les PBDE comprennent l'octabromodiphényléther (octaBDE) et le décabromodiphényléther (décaBDE), etc. Ce type de retardateur de flamme a une efficacité élevée et un faible dosage, et les produits ont de bonnes propriétés mécaniques et un prix modéré. Cependant, ces retardateurs de flamme ne respectent pas l’interdiction RoHS, ne sont pas des produits respectueux de l’environnement et sont désormais interdits.

II. Décabromodiphényléthane (DBDPE) : En raison de la présence de brome non libre, il n'appartient pas à la catégorie des éthers diphényliques polybromés et ne produit pas de biphényles polybromés ni d'éthers diphényliques polybromés lorsqu'il est brûlé, ni d'autres substances interdites par l'interdiction RoHS.

Son coût est comparable à celui du décabromodiphényléther, et l'évaluation de la sécurité montre que le DBDPE est un ignifugeant peu toxique, non irritant, négatif pour de nombreux gènes génétiques in vivo et à faible toxicité à dose répétée, il peut donc être utilisé à la place des PBDE comme un ignifuge pour l'ABS.

De plus, le retardateur de flamme à l'antimoine est un synergiste ignifuge important, peut être utilisé seul ou en composite, en particulier en conjonction avec des retardateurs de flamme halogénés, peut grandement améliorer l'efficacité des retardateurs de flamme halogénés, le retardateur de flamme halogéné est un synergiste indispensable. Les principales variétés sont Sb₂O₃, SB₂O₅ et antimoniate de sodium (NaSbO₃-1/4H₂O) et ainsi de suite.

III. Résine époxy bromée : La résine époxy bromée fait référence à la résine époxy synthétisée à partir du tétrabromobisphénol A. Elle présente une excellente fluidité à l'état fondu, une efficacité ignifuge élevée, une excellente stabilité thermique et stabilité à la lumière, ainsi que de bonnes propriétés physiques et mécaniques, ce qui en fait un ignifuge idéal pour l'ABS.

Ignifuge en polyéthylène chloré (CPE)

Le CPE a l'apparence d'une poudre blanche, non toxique, soluble dans les hydrocarbures aromatiques et les hydrocarbures halogénés, insoluble dans les hydrocarbures aliphatiques, se décompose au-dessus de 170 ℃, libérant du chlorure d'hydrogène gazeux.

Parce que la structure moléculaire du CPE ne contient pas de doubles liaisons insaturées ni d'accès aux groupes de chlore, et que les atomes de chlore sont répartis de manière aléatoire le long de la chaîne de polyéthylène, il a donc une structure chimique stable, une excellente résistance au vieillissement thermique, une résistance au froid, une résistance aux intempéries, une résistance chimique, l'ozone résistance et isolation électrique.

En tant que polymère élastomère, le CPE a une bonne compatibilité avec de nombreux types de polymères et peut être utilisé comme modificateur pour l'ABS, le PVC, le PP, le PE, le PS, etc. En même temps, le CPE contient des halogènes.

Pendant ce temps, comme le CPE contient des halogènes, il est ignifuge et peut être utilisé comme deuxième ignifuge, et le prix du CPE est inférieur à celui de l'ABS, le CPE est donc un choix idéal pour la modification de l'ABS ignifuge.

Effet ignifuge synergique du CPE et du Sb₂O₃: ajout de CPE au matériau ABS et composite ignifuge DBDPE/Sb₂O₃, l'indice d'oxygène du matériau composite augmentera et le taux de dégagement de chaleur, la chaleur efficace de combustion et le taux de perte de masse seront réduits, ce qui indique que le CPE a un effet ignifuge et peut être utilisé comme second ignifuge.

Après l'ajout de CPE, la résistance aux chocs des composites a été grandement améliorée, indiquant l'effet synergique entre le CPE et le Sb.₂O₃. De plus, après avoir ajouté CPE/Sb₂O₃, le taux de génération de fumée du matériau composite peut être considérablement réduit, ce qui indique que le CPE/Sb₂O₃ a également un très bon effet de suppression de fumée pour l'ABS.

2. Retardateurs de flamme sans halogène

Hydroxyde d'aluminium et hydroxyde de magnésium : L'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium sont deux ignifugeants courants de type charge inorganique, qui se caractérisent par leur non halogène, leur non toxique, leur suppression de la fumée et leur faible coût.

Le mécanisme ignifuge est fondamentalement le même, il s'agit d'un mécanisme ignifuge en phase cohésive (c'est-à-dire, de l'hydroxyde d'aluminium à haute température sur la surface de l'ABS pour former une phase cohésive, isolée de l'air, pour empêcher le transfert de chaleur, réduire la quantité de gaz inflammable Libération: combustion de matériau composite hydroxyde de magnésium/ABS, la surface de la formation d'une couche de charbon dense.

La formation de la couche de charbon de bois peut bloquer la chaleur de combustion vers la partie non brûlée des produits de rétroaction et de décomposition vers la zone de flamme de la diffusion de la combustion, jouer le rôle d'isolation thermique, d'isolation, peut réduire efficacement le taux de dégagement de chaleur du matériau, pour ralentir la combustion du matériau) et le mécanisme de refroidissement (c'est-à-dire que le retardateur de flamme subit une déshydratation par absorption de chaleur, un changement de phase, une décomposition ou d'autres réactions d'absorption de chaleur, réduit la température de la surface du polymère et de la zone de combustion, pour empêcher la chaleur dégradation, et ainsi réduire la quantité de volatilisation des gaz inflammables, et finalement détruire les gaz de combustion.

Cependant, le dosage ajouté seul est important et les propriétés mécaniques de la résine sont considérablement modifiées, de sorte que ces deux ignifugeants ne sont généralement pas couramment utilisés comme ignifugeant principal.

Phosphore rouge enrobé : Le phosphore rouge enrobé contient uniquement l'élément ignifuge phosphore et son efficacité ignifuge est supérieure à celle des autres ignifugeants contenant du phosphore. Son mécanisme ignifuge est basé sur une phase cohésive ignifuge, c'est-à-dire qu'à haute température, le phosphore rouge enduit forme une phase cohésive sur la surface de l'ABS, qui isole l'air, empêche le transfert de chaleur et réduit la quantité de gaz inflammable. Libération, afin d'atteindre l'objectif ignifuge.

Cependant, l'effet ignifuge de l'ABS utilisant du phosphore rouge enrobé seul n'est pas évident, et un meilleur ignifugeage peut être obtenu en l'utilisant avec d'autres synergistes. Il s'avère que lorsque la quantité de phosphore rouge enrobé est de 9 %, la quantité d'hydroxyde d'aluminium est de 20 %, les propriétés mécaniques et ignifuges peuvent être obtenues sont un ABS ignifuge synergique de protection de l'environnement plus souhaitable.

Ignifuge composite phosphore et azote : les retardateurs de flamme contenant de l'azote sont principalement utilisés dans le processus de décomposition pour former de l'azote et d'autres gaz non combustibles, diluer et diluer des gaz inflammables ou recouvrir la surface du matériau et du retardateur de flamme. Les plus courants sont la mélamine, le cyanurate de mélamine (MCA), le pyrophosphate de mélamine, etc.

Phosphore, azote comme composant principal du retardateur de flamme de type expansion pour devenir un retardateur de flamme ABS sans halogène, lorsque les composés du phosphore pour rejoindre l'azote peuvent être formés après le retardateur de flamme phosphore-azote, en raison du dégagement de chaleur des composés azotés N₂, CO₂, New Hampshire₃, H₂O et d'autres gaz, ces gaz non combustibles pour bloquer l'approvisionnement en oxygène, pour atteindre l'objectif d'amélioration ignifuge et d'effet synergique.

Tendance de développement des retardateurs de flamme ABS

Tout au long de la recherche, du développement et du développement de retardateurs de flamme au cours des dernières années, on peut constater que la tendance au développement est la même.

1. Protection de l'environnement et faible toxicité. Les retardateurs de flamme halogènes resteront les principales variétés de retardateurs de flamme, mais en raison de la combustion de ce type de retardateur de flamme, ils généreront des substances toxiques et corrosives, et par conséquent la demande de retardateurs de flamme sans halogène et de retardateurs de flamme respectueux de l'environnement augmentera.

2.Eefficace et multifonctionnel. Le développement de retardateurs de flamme efficaces et multifonctionnels, non seulement pour réduire l'impact des retardateurs de flamme sur les propriétés physiques et mécaniques du substrat, mais aussi pour réduire la pollution, réduire les coûts sera bénéfique.

3. Nano et microencapsulation. Avec le développement continu de la technologie de nano et microencapsulation, la modification de surface des retardateurs de flamme inorganiques et ultrafins est la direction du développement. En raison du mauvais effet ignifuge des retardateurs de flamme inorganiques, l'ajout de grandes quantités doit être amélioré à l'aide de nouvelles technologies, telles que l'ultrafine, la modification de surface, la liaison macromoléculaire.

4. Application de la technologie de composition. Certains produits utilisent des éléments phosphorés pour remplacer l'halogène d'origine, grâce à une expansion de volume pour obtenir l'effet ignifuge. Lorsque le produit est ajouté au matériau composite, le retardateur de flamme qu'il contient moussera et se réticulera et formera une couche carbonisée stable à la surface du matériau.

La couche carbonisée peut bloquer la chaleur, réduire l'entrée d'oxygène, empêcher l'écoulement du polymère fondu, réduire la concentration de fumée et l'émission de matière organique et jouer un bon rôle dans la protection du matériau. Et le mélange maître a une bonne stabilité à haute température, un traitement facile et de bonnes performances de coloration.

Conclusion

Après avoir discuté de l'importance de la modification des retardateurs de flamme ABS, des principales méthodes et des types de retardateurs de flamme applicables, nous devons mentionner la contribution exceptionnelle de YINSU dans ce domaine. Les gammes de produits ignifuges ABS lancées par Entreprise ignifuge YINSU, y compris l'ABS-P-20M ignifuge au phosphore rouge, le mélange maître de bromure d'antimoine pour ABS YS-BRT et la série T ignifuge à l'antimoine composite, sont tous basés sur le concept de conception de protection de l'environnement, de haute efficacité et de multifonctionnalité. Ces produits répondent non seulement aux normes élevées de performances ignifuges requises par le marché des matériaux ABS, mais prennent également en compte la rentabilité et le respect de l'environnement.

Avec le développement rapide de l'industrie de l'électroménager et de l'industrie automobile, la consommation de résine ABS en Chine augmente rapidement, et la protection de l'environnement et le caractère ignifuge de l'ABS mettent également en avant des exigences plus élevées, et le développement de nouveaux retardateurs de flamme avec d'excellentes performances n'est pas non seulement un sujet important dans la recherche de matériaux ignifuges, mais aussi l'orientation du développement de l'ABS.