La família de retardants de flama sense halògens inclou retardants inorgànics de flama, retardants de flama d’expansió sense halògens, retardants de flama de fòsfor orgànic, retardants de flama de silici orgànic i retardants de flama de nitrogen.
1, Retardant de flama inorgànica
Els retardants de la flama inorgànics tenen els avantatges de la bona estabilitat, la baixa toxicitat o la no toxicitat, no volàtil i no es precipiten fàcilment dels plàstics durant l’emmagatzematge, les fonts abundants de matèries primeres, el preu baix i les funcions dobles de retard i farciment de la flama; I respectuós amb el medi ambient, és un retardant de flama molt prometedor. Els retardants inorgànics de la flama inclouen principalment SB2O3, Al (OH) 3, MG (OH) 2, Sèrie de fòsfor inorgànica, etc.
1. Triòxid d’antimoni
El triòxid antimoni (SB2O3) és el tipus més utilitzat de retard de flama inorgànica. A causa de la seva mala efectivitat quan s'utilitza sola, sovint s'utilitza en combinació amb halogenes orgànics per aconseguir efectes sinèrgics, coneguts com a sinergistes. Té un efecte retardant de flama i es pot utilitzar àmpliament en plàstics com PVC, Polyolefin i Polyester. Però té un efecte estimulant sobre el nas, els ulls i la gola. La inhalació al cos pot irritar els òrgans respiratoris i el contacte amb la pell pot causar dermatitis. S’ha de tenir precaució quan l’utilitzeu.
2 Hidròxid d'alumini
L’hidròxid d’alumini Al (OH) 3 es coneix com a alúmina hidratada. Es tracta d’una pols cristal·lina fina blanca que conté un 34,4% d’aigua de cristall, deshidratada a temperatures superiors als 200 graus i pot absorbir una gran quantitat de calor. A més, quan s’afegeix hidròxid d’alumini als plàstics, el fum blanc alliberat durant la combustió dilueix el fum negre produït per la combustió de polímer, proporcionant un efecte de màscara i reduint el fum i els gasos tòxics.
3. Hidròxid de magnesi
L’hidròxid de magnesi MG (OH) 2 té propietats retardants de la flama lleugerament inferiors en comparació amb l’hidròxid d’alumini i la seva addició en plàstics en grans quantitats pot afectar la força mecànica. Després del tractament superficial amb agents d’acoblament, es pot millorar la seva adhesió amb la resina, fent que tingui un retard de la flama i les funcions d’ompliment. S'utilitza habitualment en EP, PF, UP, ABS, PVC, PE, etc.
4. Retarants de flama de fòsfor inorgànica
Els retardants de la flama de fòsfor inorgànica es refereixen principalment al fòsfor vermell. És un retardant de flama d’alt rendiment amb alta eficiència, supressió de fum, baixa toxicitat i altres efectes retardants de la flama. S'ha utilitzat com a retardant de la flama des de fa més de 20 anys i és molt valorat. Es pot utilitzar àmpliament en materials de polímer com PA, PP, PE, PET, ABS, cautxú, materials de cable sense halògens baixos de fum, etc.
5. Altres retardants de la flama inorgànica
Altres retardants inorgànics de la flama inclouen els potenciadors retardants de la flama, els supressants de fum retardants de la flama i alguns retardants de flama menys utilitzats, principalment, inclosos compostos de molibdè, borats, silicats en capes, compostos de llauna (zinc stannate i zinc hidroxistannat), etc. Els compostos de la molybdene són els millors fums de fum que es descobreixen fins ara. Normalment s’utilitza triòxid de molibdè i molibdat d’amoni. Els Estats Units han desenvolupat una sèrie de supressors de fum de molibdat sense amoni que poden suportar les temperatures de processament per sobre dels 200 graus.
2, retardant de flama en expansió sense halògens
El retardant de la flama halògena zero (IFR) és un retardant de flama sense halògens compost principalment per fòsfor i nitrogen. Té els avantatges de la retardada de la flama, no hi ha gotetes de fusió, una excel·lent resistència a una exposició prolongada o repetida a les flames, sense halògens, sense òxid d’angle, fum baix, no tòxic i no corrosiu de gas.
L’IFR consta principalment de tres parts: la primera part és la font d’àcid, també coneguda com a agent deshidratant o promotor de carbonització. Normalment àcids inorgànics o compostos d’àcid inorgànic, com l’àcid fosfòric, l’àcid sulfúric, l’àcid bòric, les sals de fosfat d’amoni, els èsters de fosfat i el polifosfat d’amoni (APP), poden reaccionar amb resines per promoure la formació de carburs; La segona part és la font de carbó, també coneguda com a agent de carbó vegetal, composta principalment per alguns compostos polihidroxi o carbohidrats amb alt contingut en carboni, com ara midó, pentaerythritol (per) i els seus dímers i guarniments, etc; La tercera part és la font de gas, també coneguda com la font d’escuma, que pot alliberar gasos inerts com compostos que contenen nitrogen com la urea, la melamina (MEL), la melamina, l’aplicació, etc.
A causa de la higroscopicitat, la dosi elevada i la mala compatibilitat amb plàstics de retardants ordinaris de la flama, cal modificar -los per millorar la seva compatibilitat amb plàstics o compartir -los amb substàncies amb efectes sinèrgics per millorar el retard de la flama.
3, Organophosforus Flame Retardants
Entre diversos retardants de la flama, els retardants de flama basats en fòsfor, especialment els retardants de flama basats en fòsfor orgànic, ocupen una posició important. La investigació sobre retardants de flama de fòsfor orgànic va començar a principis d’aquest segle. La majoria dels retardants de la flama de fòsfor orgànic tenen els avantatges del fum baix, no tòxic, baix halògens i sense halògens, que s’ajusten a la direcció de desenvolupament dels retardants de la flama i tenen bones perspectives de desenvolupament. Els retardants de la flama de fòsfor orgànica inclouen èsters de fosfat, èsters hipofosfits, fosfonats, sals de fòsfor orgànica i fòsfor oxidat, així com els compostos heterocíclics de fòsfor i el fosfat de polímer (fosfonat) (fosfonat), però els més utilitzats són esters de fosfat i fosfonat.
A causa dels problemes d’alta volatilitat, mala estabilitat tèrmica i toxicitat dels retardants de flama de fòsfor orgànic prèviament industrialitzats en retardants de fòsfor orgànic industrialitzats, un gran nombre de nous retardants de la flama de fòsfor orgànica s’han desenvolupat domèsticament i internacionalment en els darrers anys i alguns ja s’han industrialitzat. A més, els retardants de la flama que utilitzen nitrogen i silici com a elements retardants de la flama també han rebut una atenció generalitzada a causa de la seva alta eficiència, el fum baix, la baixa toxicitat i els avantatges de protecció ambiental verda. Per tant, en el disseny molecular dels retardants de flama de fòsfor orgànic, els retardants de fòsfor nitrogen de fòsfor o els retardants de flama de silici de fòsfor obtinguts mitjançant la introducció d’elements de nitrogen o silici poden sovint exercir un efecte retardant de flama sinèrgic d’ambdós.
El BDP i el RDP són nous retardants de flama orgànica de fòsfor orgànic sense halògens i respectuosos amb el medi ambient desenvolupats en els darrers anys i les seves fórmules estructurals es mostren a la figura anterior. En comparació amb els retardants tradicionals de la flama de fòsfor orgànic, tenen les característiques d’un alt pes molecular, alta estabilitat tèrmica, baixa volatilitat i alta eficiència retardant de la flama. El BDP és lleugerament superior a la RDP en estabilitat tèrmica i estabilitat hidrolítica. Com a retardant de la flama additiva, la BDP s’utilitza principalment en plàstics d’enginyeria termoplàstica com ara barreges PC/ABS, polietilè i poliuretà d’escuma, mostrant una excel·lent retard de la flama.
4, Retardant de flama de silici orgànic
El retardant de la flama de silici orgànic és un nou tipus de gran eficiència, baixa toxicitat, anti-fusió i anti-goteig, retardant de flama sense halògens respectuosos amb el medi ambient i també un supressor de fum de tipus Char. Els retardants de la flama de silici orgànic no només doquen el substrat amb excel·lents propietats retardants de la flama, sinó que també milloren el rendiment de processament, la resistència a la calor i altres propietats del substrat. Actualment, els principals tipus de retardants de flama de silici orgànic són els retardants de la flama de resina de silicona i els retardants de la flama de polidimetilsiloxà. El mètode de retard de la flama pot ser afegir directament els retardants de la flama de silici orgànic als plàstics, o incrustar alguns grups funcionals (com ara grups hidroxil, amino o epoxi) de segments de polisiloxà en alguns polímers.
5, retardants de flama basats en nitrogen
La investigació sobre retardants de flama basats en nitrogen va començar relativament tard, i actualment no hi ha moltes varietats utilitzades, principalment tipus additiu. Els retardants de flama basats en nitrogen utilitzats inclouen la melamina, l’àcid cianúric de melamina (MCA), etc. Els retardants de flama basats en nitrogen, com a retardant de flama nou i eficient, han estat àmpliament estudiats i valorats tant a nivell nacional com internacional en els darrers anys. Segons els informes de literatura actuals, l’ús de retardants de flama basats en nitrogen només té efectes retardants de flama pobres, però el sistema retardant de la flama format combinant amb fòsfor que conté retardants de flama té bons efectes retardants de la flama.
