Modification ignifuge et application d'élastomères thermoplastiques

Modification ignifuge et application d'élastomères thermoplastiques

I. Ignifugation des élastomères thermoplastiques polyoléfiniques

II. Ignifugation des élastomères thermoplastiques styréniques

III. Ignifugation des élastomères polyuréthanes

IV. Ignifugation des élastomères thermoplastiques de chlorure de vinyle

V. Ignifugation des élastomères polyester TPEE

VI. Conclusion

Pour les polymères, outre les propriétés mécaniques et les propriétés de vieillissement, les propriétés ignifuges constituent un indicateur très important.

La modification ignifuge des polymères des pays développés industriels a commencé plus tôt, la production et l'application de matériaux polymères ignifuges, la Chine à cet égard et les pays développés ont un grand écart. Ces dernières années, le développement rapide du TPE chinois et les exigences relatives à son caractère ignifuge ont fait des élastomères thermoplastiques ignifuges un point chaud dans le domaine de la recherche sur les matériaux.

Les types d'élastomères thermoplastiques sont plus nombreux, appliqués dans les matériaux ignifuges, à l'heure actuelle, plus de recherches au pays et à l'étranger portent principalement sur les polyoléfines, les styréniques, le polyuréthane, les élastomères de polyester et les élastomères de chlorure de polyvinyle, etc.

1. Ignifugation des élastomères thermoplastiques polyoléfiniques

L'élastomère thermoplastique polyoléfine est composé de caoutchouc et de résine polyoléfine. La préparation des élastomères thermoplastiques polyoléfiniques comporte généralement deux procédés : la méthode de mélange mécanique et la méthode de vulcanisation dynamique.

L'élastomère thermoplastique polyoléfine a une excellente résistance à l'abrasion, une résistance aux intempéries, un coût inférieur, peut remplacer le caoutchouc vulcanisé thermodurcissable, possède un fort avantage concurrentiel.

• Ignifuge TPO mélangé simple

La recherche sur les retardateurs de flamme TPO sur mélange simple est plus approfondie, utilisant généralement un mélange EPDM/PP ou POE/PP, le système ignifuge est divisé en système halogéné et système ignifuge sans halogène.

Système ignifuge halogène utilisant un système composite de décabromodiphényléthane et de trioxyde d'antimoine comme ignifuge, le trioxyde d'antimoine et les retardateurs de flamme halogénés partagent un effet synergique, tout d'abord, la décomposition thermique des matières organiques contenant des halogènes pour produire de l'halogénure d'hydrogène, et {[t1] } synthèse pour générer du trihalogénure d'antimoine, avec un halogénure d'hydrogène présentant des propriétés ignifuges.

Le système ignifuge sans halogène TPO est un ignifuge inorganique (composés d'hydroxyde), le principe est que les oxydes métalliques hydratés seront libérés après la chaleur de l'eau cristalline, absorbant une grande quantité de chaleur, inhibant ainsi l'augmentation de la température du polymère, empêcher la combustion retardée ; dans le même temps, un grand nombre de réactions de déshydratation et de décomposition de la vapeur d'eau peuvent être diluées avec des gaz inflammables, pour jouer un effet ignifuge.

Cependant, ce type de retardateur de flamme doit ajouter une quantité relativement importante, plus l'ajout est important, plus la résistance aux chocs est faible, grâce à la modification de la surface des retardateurs de flamme inorganiques, on peut obtenir les performances idéales des matériaux TPO ignifuges sans halogène à faible coût. .

En outre, des tests pertinents montrent que l'effet ignifuge du composé de type phosphore et azote sur le TPO hybride est également relativement bon, la quantité d'additif par rapport à l'hydroxyde est bien inférieure au même niveau de retardateur de flamme. des performances peuvent être obtenues et l'impact sur les propriétés physiques du matériau est également relativement faible, comme :

Système de mélange de pyrophosphate de pipérazine et de polyphosphate de mélamine (MPP), système de mélange d'hypophosphite d'aluminium organique et de cyanuronate de mélamine (MCA), ou système de mélange d'hydroxyde inorganique et d'azote phosphore partagé en synergie, réduisant la quantité d'additifs ignifuges inorganiques pour améliorer les performances du matériau. peut être préparé pour répondre aux exigences des différents types de matériaux de mélange TPO ignifuges.

Les matériaux co-mélangés TPO ignifuges sont largement utilisés dans les pièces automobiles, les appareils électroniques et électriques, les gaines fonctionnelles, les revêtements de sol, ainsi que les gaines de fils et de câbles et les fils isolés.

• Ignifuge TPO (TPV) vulcanisé dynamiquement

L'émergence de la méthode de vulcanisation dynamique constitue une étape importante dans le développement des élastomères thermoplastiques, et la recherche sur les retardateurs de flamme est l'un des points chauds actuels. Grâce à son système spécial de vulcanisation dynamique, qui lui confère d'excellentes performances globales.

Préparation de vulcanisation dynamique de TPO (TPV) de formule de base : PP 30 parties, EPDM (rempli d'huile) 70 parties, peroxyde de dipropylène (DCP) 1 ~ 1,5 parties, talc ultrafin (ou ignifuge) quantité appropriée d'autres additifs appropriés montant.

Sélection ignifuge : ignifuge utilisant de l'hydroxyde de magnésium comme principal, avec l'utilisation de décabromodiphényléthane et de trioxyde d'antimoine ; Les retardateurs de flamme non halogénés utilisent généralement de l'hydroxyde de magnésium, de l'hydroxyde d'aluminium, de l'organophosphonate de diéthyle d'aluminium, etc.

Le TPV est largement utilisé dans les pièces automobiles, les appareils électroniques et électriques, les biens de consommation, la construction et d'autres domaines, en particulier les matériaux d'étanchéité automobiles, les systèmes de moteur automobile, les pièces de freins et de silencieux, les coques de batterie, l'isolation et le gainage des fils et câbles, les articles ménagers/fournitures médicales. conditionnement.

2. Ignifugation des élastomères thermoplastiques styréniques

Les élastomères thermoplastiques styréniques sont des copolymères séquencés de polystyrène et de caoutchouc (butadiène, isoprène, butène/éthylène, butène/propylène) et leurs modifications. Les élastomères thermoplastiques styréniques ont une excellente résistance à la traction, un coefficient de frottement de surface élevé, de bonnes propriétés à basse température, d'excellentes propriétés électriques et de bonnes propriétés de traitement.

Sélection ignifuge :

Il existe des systèmes halogénés pour choisir le composé de décabromodiphényléthane et de trioxyde d'antimoine ; les systèmes sans halogène choisissent généralement le cyanurate de mélamine (MCA), le polyphosphate de mélamine (MPP), l'hypophosphite d'aluminium organique de diéthyle, le pyrophosphate de pipérazine, l'hypophosphite d'aluminium inorganique, l'agent formant du charbon de triazine, etc.

Comme le SEBS, la matière première des élastomères styréniques, doit être rempli d'un certain nombre de fois d'huile blanche ou d'huile naphténique pour ajuster la dureté, le toucher et réduire la température de traitement, et ces huiles ont une grande influence sur les propriétés ignifuges. , choisissez donc le système ignifuge approprié et la bonne quantité de retardateur de flamme, ainsi que le SEBS avec le bon poids moléculaire pour répondre aux exigences.

Afin d'améliorer la dureté et la résistance, il est nécessaire d'ajouter une certaine quantité de polypropylène, de polystyrène, de POE et d'autres résines à haute résistance. De plus, afin d'améliorer la résistance à la température de traitement et les performances de vieillissement du matériau, il est également nécessaire d'ajouter des antioxydants. Le dispersant lubrifiant peut choisir de la poudre de silicone, du mélange maître de silicone, de l'EBS, de la cire PE, de l'amide d'acide érucique, de l'amide d'acide oléique, etc., le lubrifiant liquide utilisant de l'huile de silicone, etc., le type d'additifs et la quantité d'additif doivent faire attention à ne pas avoir de précipitations.

Formule de base du TPE ignifuge :

SEBS+Huile blanche (huile naphténique)+PP+POE+SEBS greffé+Filler+Ignifuge+Antioxydant+ UV+Agent anti-cuivre+Agent glissant+Pigments.

• Matériau de couverture TPE ignifuge sans halogène pour câbles de données

Méthode de moulage par extrusion : le matériau doit être facile à plastifier à basse température, le matériau périphérique ignifuge en raison de l'ajout de plus d'ignifugeant, affectera l'apparence de l'extrusion, si une mauvaise plastification provoquera des trous d'épingle, des sacs bombés, des impuretés et des taches blanches, etc. ., de sorte que la conception de la formulation et les exigences de l'équipement de mélange sont plus élevées, l'utilisation d'équipements à couple élevé et à cisaillement élevé pour les performances des matériaux ignifuges est meilleure, en particulier la conception de la formulation du matériau du fil TPE ignifuge doit prêter attention à la fissuration et Performance de vieillissement à long terme.

Applications : gaine pour câbles de données électroniques grand public, câbles isolés, câbles d'alimentation, câbles de gainage pour piles de chargement, etc.

• Matériau de bouchon TPE ignifuge sans halogène de qualité moulage par injection

Le moulage par injection de TPE ignifuge doit utiliser une combinaison de matériaux à faible point de fusion et à haute fluidité, de sorte que plus les propriétés ignifuges sont élevées, l'ajustement de la dureté et les propriétés mécaniques correspondants ont également un plus grand impact, à l'heure actuelle, généralement une application ignifuge sans halogène Système, conforme aux normes de contrôle environnemental ROHS2.0 et Reach.

Applications : câble de données de chargement, connecteur USB, fiches de cordon d'alimentation

3. Ignifugation des élastomères polyuréthanes

Les élastomères de polyuréthane thermoplastiques sont généralement polymérisés à partir de polyols oligomères, d'isocyanates, d'allongeurs de chaîne/agents de réticulation et de petites quantités d'additifs, et sont classés en types polyester et polyéther.

Les élastomères de polyuréthane sont une sorte de polymérisation séquencée, généralement composée de polyol à longue chaîne flexible qui constitue le segment mou, avec du diisocyanate et un prolongateur de chaîne qui constitue le segment dur. La chaîne moléculaire des élastomères de polyuréthane contient un grand nombre de groupes ester d'ammoniac et de groupes éther, ester et urée, avec une forte liaison hydrogène.

Grâce aux nombreux éthers et esters pour générer la formule, les performances des variétés d'élastomères polyuréthanes peuvent être très différentes. Dans les années 1940, l’Allemagne et le Royaume-Uni furent les premiers à se développer ; à la fin des années 1970, la Chine commença officiellement la production de masse. Avec une excellente résistance à l'abrasion, transparence, résistance à la fatigue.

L'additif ignifuge pour élastomère TPU de type polyester peut moins répondre aux exigences de retardateur de flamme, et l'élastomère TPU de type polyéther doit souvent ajouter plus de retardateur de flamme pour répondre aux exigences de retardateur de flamme, de sorte que l'impact sur les performances est relativement important, en particulier le retardateur de flamme n'est pas résistant à l'hydrolyse, facile à précipiter, doit être ajusté via la formule pour améliorer les propriétés mécaniques et les exigences de vieillissement.

Sélection ignifuge : Les systèmes ignifuges non halogénés contiennent généralement de l'hydroxyde de magnésium, de l'hydroxyde d'aluminium, du cyanurate de mélamine (MCA), de l'hypophosphite d'aluminium organique diéthylique, de l'hypophosphite d'aluminium inorganique et des retardateurs de flamme au phosphate.

Formule de base en TPU ignifuge :

• TPU (polyester) 80~90 parties + compatibilisant + ignifuge sans halogène 8~12 parties + cire (quantité appropriée) + agent UV + antioxydant

• TPU (polyéther) 60~70 parties + compatibilisant + ignifuge sans halogène 30~35 parties + cire (quantité appropriée) + agent UV + antioxydant

Un retardateur de flamme TPU de type polyéther est ajouté davantage, il est recommandé d'utiliser un traitement par mélange maître ignifuge.

Applications : fils et câbles de communication, gainage de pieux de chargement, câbles maritimes et autres câbles, etc.

4. Ignifugation des élastomères thermoplastiques de chlorure de vinyle

L'élastomère thermoplastique ignifuge de chlorure de vinyle (TPVC) est un modificateur ignifuge du matériau PVC avec une bonne résistance aux intempéries, une résistance aux rayures, un toucher doux et un prix bas, qui est largement utilisé en Chine. Grâce à la dernière technologie de mélange de PVC, on peut obtenir un matériau doux, faible -stéréotypes de pression et a une bonne résistance à la corrosion chimique, ce mélange a une meilleure flexibilité à basse température par rapport aux matériaux TPE ordinaires et peut être transformé en matériaux ignifuges.

Selon la méthode utilisée pour conférer au PVC une élasticité semblable à celle du caoutchouc, le TPVC est disponible en types de polymérisation élevée, réticulés et en alliage. Le PVC est disponible auprès d'une grande variété de sources et est disponible dans le pays à bas prix. On constate que le NBR et le PVC ont des paramètres de solubilité similaires, une polarité similaire, une tension superficielle étroite et une bonne compatibilité. Les élastomères thermoplastiques NBR/PVC préparés par la technologie de vulcanisation dynamique ont de bonnes propriétés physico-chimiques et suscitent donc un grand intérêt pour ces élastomères.

Selon la littérature pertinente, Peng et d'autres systèmes NBR/PVC d'élastomères thermoplastiques sur le traitement ignifuge et antistatique de la recherche, méthode de vulcanisation dynamique pour préparer des propriétés ignifuges et antistatiques du mélange NBR/PVC d'élastomères thermoplastiques, et ont découvert que la formulation du rapport de mélange caoutchouc-plastique, la quantité de charge de noir de carbone, la quantité de charge d'hydroxyde d'aluminium et la quantité d'agent de réticulation ont un impact plus important sur les performances des élastomères, le retour au raffinage a peu d'effet sur les performances des élastomères, et la quantité d'agent de réticulation a un impact significatif sur les performances des élastomères. Il a été constaté que le rapport de mélange caoutchouc-plastique, la quantité de noir de carbone, la quantité d'hydroxyde d'aluminium et la quantité d'agent de réticulation dans la formulation avaient un effet plus important sur les performances des élastomères, tandis que le raffinage avait un effet plus important sur les performances des élastomères. peu d'effet sur les performances des élastomères.

La résine PVC elle-même est relativement bonne ignifuge, l'indice d'oxygène peut atteindre 36%, mais en raison de l'ajout de plastifiants sur l'effet ignifuge, peut être combinée avec d'autres ignifuges, peut avoir des exigences plus élevées en matière de propriétés ignifuges, peut être combinée avec le Hydroxyde de magnésium ignifuge, hydroxyde d'aluminium, décabromodiphényléthylène, trioxyde d'antimoine, borate de zinc, etc. L'ester d'anhydride tétrabromophtalique (B45-Z) peut également être utilisé pour remplacer certains des plastifiants, l'indice d'oxygène a été grandement amélioré, mais la densité sera augmentent également, cela est dû aux composés bromés de la densité spécifique (densité spécifique du B45-Z de 1,545, tandis que la densité spécifique du DOTP est inférieure à 1).

Les élastomères TPVC sont utilisés dans une large gamme d'applications, revêtements de sol, fils et câbles, lignes de gainage de pieux de chargement, joints de portes et fenêtres, etc. Cependant, avec de plus en plus de recherches sur les TPE ignifuges, bon nombre de ces applications doivent être halogènes. -libres, et ils ont été remplacés par des TPE ignifuges.

5. Ignifugation des élastomères polyester TPEE

L'élastomère polyester thermoplastique, en abrégé TPEE, est un copolymère séquencé contenant des segments durs en polyester et des segments souples en polyéther. Les segments durs et mous du TPEE de la séparation en deux phases entre la microstructure, dans laquelle le segment dur pour le polyester aromatique, généralement l'acide téréphtalique ; Les segments souples de polytétrahydrofurane polyéther et de polyester aliphatique qui sont les deux plus courants, avec une résistance exceptionnelle et une résistance à haute température, constituent une performance complète des élastomères plastiques techniques.

La caractéristique la plus importante du TPEE est sa contrainte de traction sous faible contrainte par rapport à la même dureté des autres produits polymères, de sorte que l'épaisseur de la paroi de ses pièces peut être rendue plus fine, et sa ténacité à basse température, sa résistance chimique, sa résistance à l'huile sont excellentes et ont de bonnes propriétés d'isolation électrique. .

Ces dernières années, avec l'expansion des applications TPEE, ses exigences en matière de retardateur de flamme sont de plus en plus élevées, et même le marché est apparu sur les matériaux TPEE ignifuges réticulant par irradiation pour les fils et câbles et les soufflets de harnais résistants à l'huile.

À ce stade, la modification domestique du TPEE ignifuge est relativement rare, les systèmes ignifuges courants ou les retardateurs de flamme contenant des halogènes occupent encore une part importante du marché, la quantité d'additif est faible, les propriétés mécaniques du TPEE et d'autres propriétés du impact d'un peu.Cependant, en raison de la demande de développement de TPEE ignifuges sans halogène et sans halogène, il s'agit également d'une nouvelle direction de recherche, principalement de l'hypophosphite de diéthylaluminium, de l'hypophosphite d'aluminium inorganique, d'un ignifugeant à base d'hydroxyde inorganique et sans halogène. les propriétés mécaniques du TPEE ont un plus grand impact sur les propriétés mécaniques du TPEE, si les exigences de niveau ignifuge sont à V0 ou VW-1 ou très rares.

Applications : fils et câbles, gaines et soufflets de faisceaux, etc.

Conclusion

Avec l'investissement accru dans la recherche et le développement d'élastomères thermoplastiques ignifuges, divers types d'élastomères thermoplastiques ignifuges seront de plus en plus utilisés dans diverses industries et joueront un rôle important.

En particulier, l'automobile nouvelle énergie et d'autres industries visant à améliorer les exigences ignifuges du matériau, les matériaux polymères ignifuges de tous types d'exigences élevées, de sorte que le développement de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux pour les élastomères thermoplastiques ignifuges est également un point chaud de grande préoccupation à l'heure actuelle.

Les élastomères thermoplastiques étant largement utilisés dans diverses industries, il existe une demande croissante pour leurs propriétés ignifuges. Grâce à sa profonde accumulation technique dans le domaine des retardateurs de flamme, YINSU Flame Retardant Company a développé une série de produits ignifuges en élastomère. Il s'agit notamment de l'ADP très efficace, du mélange maître de phosphore rouge qui offre un excellent effet ignifuge et du composé de phosphore rouge ignifuge avec d'excellentes performances. En outre, YINSU a également introduit des agents de remplacement du trioxyde d'antimoine, conçus pour fournir des solutions ignifuges plus respectueuses de l'environnement et plus efficaces.

Ces produits innovants répondent non seulement à la demande du marché en matériaux ignifuges hautes performances, mais offrent également une solide garantie pour l'application sûre des matériaux élastomères. Les produits YINSU Flame Retardant, avec leurs excellentes performances et leurs avantages environnementaux, deviennent progressivement le nouveau choix dans l'industrie ignifuge.