Technologie et application ignifuges synergiques de polymères

Technologie et application ignifuges synergiques de polymères

Dans l'application de retardateurs de flamme polymères, des variétés uniques sont rarement utilisées. Le plus souvent, plusieurs retardateurs de flamme ou retardateurs de flamme synergiques sont utilisés ensemble pour obtenir un retardateur de flamme et réduire la quantité de retardateur de flamme ou réduire les coûts. Voici quelques technologies ignifuges synergiques couramment utilisées ces dernières années.

JE. Ignifuge synergique halogène-antimoine

L'utilisation composée de composés halogènes et d'antimoine constitue la technologie ignifuge synergique la plus typique et le système ignifuge le plus largement utilisé.

Le mécanisme ignifuge synergique du système halogène-antimoine est le suivant :

Sb₂O₃+HX→2SbOX+H₂O

5SbOX(s)→Sb₄O₅X₂(s)+SbX₃(g)↑

4Sb₄O₅X₂(s)→5Sb₂O₄X(g)+SbX₃(g)↑

3Sb₂O₄X(g)→Sb₂O₃(s)+SbX₃(g)↑

Avec l'augmentation de la température, l'halogénure d'antimoine se décompose dans la plage de 245 à 565 °C pour former du trihalogénure d'antimoine, qui joue le rôle de barrière à l'oxygène dans sa phase gazeuse. De plus, la déshydratation de l'halogénure d'antimoine et la décomposition des radicaux halogènes ont également pour effet de piéger les radicaux libres.

Le point chaud actuel de la recherche consiste à développer des substituts à l'antimoine et de meilleurs synergistes afin d'améliorer encore les performances globales.

II. Ignifugation synergique des halogènes et des composés inorganiques

Dans l'étude du polyéthylène ignifuge halogène, il a été constaté que l'alcane de pont de dichlorodiméthylène (DECHL) et l'oxyde d'étain hydraté ont un effet ignifuge synergique élevé. Pour certains systèmes ignifuges spéciaux, l'effet synergique de certains oxydes métalliques et halogènes est meilleur que celui de l'oxyde d'antimoine.

Par exemple, dans le système ignifuge nylon 66 DECHL, l'oxyde de fer (Fe₂O₃), l'oxyde de zinc (ZnO) sont une bonne alternative au Sb₂O₃, notamment l'ajout d'oxyde de fer, pour atteindre le même niveau d'ignifugation (0,4 mm V- 0), vous pouvez ajouter du retardateur de flamme DECHL pour réduire la quantité de 40 %, montrant un excellent effet synergique ; et l'utilisation d'oxyde de zinc comme substitut du Sb₂O₃, vous pouvez améliorer l'utilisation de l'oxyde de zinc au lieu du Sb₂O₃ améliore la valeur CTI du nylon ignifuge 66.

De plus, l'utilisation de borate de zinc en combinaison avec Sb₂O₃ dans le système ignifuge en nylon 6 DECHL peut améliorer les performances globales des matériaux ignifuges, en particulier le CTI a été considérablement augmenté.

III. Ignifuge synergique halogène-phosphore

Le phosphore ignifuge en phase solide et l'halogène ignifuge en phase gazeuse se mettent en synergie pour former un meilleur effet ignifuge de la phase gazeuse à la plage de la phase solide, l'ignifugeant au phosphore peut parfois également jouer un rôle ignifuge dans la phase gazeuse. .

Les retardateurs de flamme halogènes et phosphorés peuvent produire des halogénures de phosphore et des oxyhalogénures de phosphore à haute température, ce qui indique qu'il existe un effet synergique similaire de l'halogène et de l'antimoine entre le phosphore et les halogènes en phase gazeuse, et que le retardateur de flamme au phosphore peut donc remplacer certains des matériaux polymères halogènes. ou de l'antimoine pour obtenir le même effet ignifuge, ce qui réduit un certain coût.

Les États-Unis J. Green et d'autres ignifuges synergiques au phosphore, au brome HIPS, ABS et PC et ses alliages, etc. ont mené une étude et ont découvert cet excellent effet ignifuge synergique.

IV. Ignifuge synergique phosphore-azote

Le mécanisme ignifuge du système ignifuge au phosphore et à l’azote est lié à la combinaison d’atomes de phosphore et d’azote dans la molécule.

Pour les atomes de phosphore et d'azote ne sont pas directement connectés au système ignifuge de liaison phosphore-azote, les deux peuvent jouer un rôle ignifuge distinct, peuvent également jouer un rôle synergique.

Pour le phosphore, les atomes d'azote dans la molécule directement connectés au système ignifuge de liaison phosphore-azote, l'électronégativité de l'atome d'azote ambassadeur de l'électrophilie des atomes de phosphore augmente, c'est-à-dire que l'atome de phosphore sur la densité du nuage électronique diminue, l'amélioration acide de Lewis et est propice à l’apparition d’une carbonisation par déshydratation.

Le système ignifuge de type expansion contenant des éléments phosphore et azote a pour effet de jouer simultanément l'effet ignifuge dans la phase condensée et la phase gazeuse.

Les systèmes ignifuges synergiques phosphore-azote ont été largement utilisés dans les résines polyoléfines, les plastiques techniques, les élastomères thermoplastiques et les matériaux en caoutchouc.

V. Ignifuge synergique halogène-silicium

Les polymères contenant du silicium formeront une couche de carbone vitreux si le silicium reste en phase condensée pendant la combustion, empêchant ainsi la propagation de la chaleur et de la matière.

JR Ebdon et coll. a étudié le caractère ignifuge de différents polystyrènes greffés au chlorosilane et PVOH et a découvert que le pouvoir ignifuge du polystyrène contenant à la fois du silicium et du brome (chlore) dépassait largement celui du polystyrène ignifuge simple au silicone ou au brome (chlore), prouvant le pouvoir ignifuge synergique du système silicone-halogène.

Le pourcentage de résidus de silicium après dégradation par combustion du polystyrène contenant du silicium-halogène dans une certaine plage est supérieur à celui du polystyrène contenant du silicone seul, ce qui indique que l'effet ignifuge synergique du système silicium-halogène se produit à la fois en phase condensée et en phase gazeuse.

VI. Composé de polymères ignifuge synergique

Lorsque les polymères brûlent, la formation de charbon consomme des gaz combustibles et agit comme une barrière thermique autour du matériau non brûlé, empêchant ainsi la propagation de la flamme. La combustion du charbon est donc bénéfique pour l'ignifugation du matériau.

Applications typiques, par exemple Guennadi E. Zaikov et al. a étudié l'introduction de l'alcool polyvinylique dans les composites ignifuges PA66, l'idée est basée sur la possibilité d'augmenter la réaction de déshydratation catalysée par l'acide à haute température, c'est-à-dire par la dégradation des produits d'hydrolyse PA66 produits acides pour que la réaction fournisse les conditions, mais également une réticulation intermoléculaire accélérée en carbone, améliorant les propriétés ignifuges.

Ce système de formation de charbon est appelé « formation de charbon synergique » car les paramètres de génération de charbon et de suppression des flammes sont nettement meilleurs dans l'alcool polyvinylique et les mélanges PA66 que dans l'alcool polyvinylique pur et le PA66 pur.

VII. Ignifugation synergique des initiateurs

Le système ignifuge synergique du brome et de l'initiateur peut être attribué au retardateur de flamme au brome avec un oligomère de diisopropylbenzène et à la mousse de polystyrène ignifuge HBCD. Ce composé ignifuge est également un excellent ignifuge pour le PP, le PE, l'ABS et d'autres matériaux, caractérisé par un faible dosage, un bon effet, une bonne stabilité et une non-toxicité.

Le DMDPB et ses dérivés sont des modificateurs de réticulation sans peroxyde de matériaux polymères, qui peuvent également être utilisés comme synergistes ignifuges, les ignifuges au brome couramment utilisés et le DMDPB pour les composés.

De plus, le retardateur de flamme synergique brome-phosphore-initiateur utilise l'effet synergique entre le retardateur de flamme ainsi que le synergiste et le co-effecteur pour réduire la quantité de retardateur de flamme brome, réduisant ainsi l'impact sur les propriétés mécaniques du matériau.

Peng Zhihan, Peng Weili, etc. MHP, MHB, initiateur et autres additifs sont utilisés pour produire des composés de polypropylène ignifuges sans précipitation en surface, de qualité ignifuge jusqu'à UL94 V0, le système a une efficacité ignifuge élevée, une bonne mobilité , non-précipitation et autres caractéristiques.

Le système se caractérise par une efficacité ignifuge élevée, une bonne fluidité, une absence de précipitation, etc. L'initiateur brome-phosphore a une bonne efficacité ignifuge, ce qui est d'une grande importance pour réduire la quantité d'ignifugeant brome, et l'effet ignifuge est plus idéal que l'utilisation d'un seul ignifuge, et le système ignifuge d'initiateur brome-phosphore-azote peut être étendu sur cette base, et il peut être plus largement utilisé dans le PP ignifuge.

Divers systèmes ignifuges synergiques composés peuvent obtenir des produits ignifuges plus rentables et plus excellents, de nombreux polymères s'appuyant sur un seul ignifuge sont difficiles à obtenir l'effet ignifuge souhaité, de sorte que l'avenir des différents types d'effet synergique ignifuge de la recherche doit encore être souligné.

Conclusion

La technologie ignifuge synergique des polymères permet d'obtenir un meilleur effet ignifuge et une meilleure rentabilité grâce à la combinaison de plusieurs ignifuges. Parmi les nombreux systèmes synergiques, les retardateurs de flamme de YINSU Flame Retardant Company présentent également des effets synergiques remarquables. Par exemple, quand il T3 est utilisé avec des retardateurs de flamme au brome, il peut exercer un effet synergique ignifuge très efficace et améliorer considérablement les performances ignifuges des matériaux.

De plus, l’effet synergique de K100 avec les ignifuges pour câbles PE et PVC est également très évident, offrant une meilleure solution pour la modification ignifuge des matériaux des câbles. L'application de ces retardateurs de flamme synergiques élargit encore le champ d'application et l'amélioration des performances de la technologie ignifuge polymère, offrant ainsi un soutien solide au développement des industries connexes.