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阻燃橡胶的配方设计

时间:2019-08-24432 次浏览

信息摘要:在橡胶制品中加入阻燃剂是提高其阻燃性最常用的方法。阻燃剂的种类很多,按所含阻燃元素不同,可分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。

阻燃橡胶种类的选择应遵循以下三个原则:

1、橡胶本身具有阻燃性;

2、燃烧时发热量小;

3、具有优良的高温耐热性。

阻燃橡胶的主体材料多选用难燃橡胶、难燃树脂或两者并用。

从阻燃效果来看,阻燃橡胶可分为三类:

1、烃类橡胶,如天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等,它们的氧指数均 < 20%,易燃;

2、含卤橡胶,它们有良好的阻燃性,氟橡胶> 氯丁橡胶 > 氯磺化聚乙烯约=氯化聚乙烯,氟橡胶的氧指数高达65%以上,其他为25%-32%;

3、主链含非碳元素橡胶,如硅橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶等,有的易燃,有的难燃。橡胶和树脂的阻燃性能与其结构有着密切的关系。含卤素、苯环或共轭双键的橡胶,氧指数高,如氯丁橡胶的氧指数为33%,属难燃橡胶。非极性烃类橡胶的氧指数更低,如三元乙丙橡胶的氧指数只有20%,属于易燃橡胶。树脂分子链中含有苯环和卤素的,其氧指数较高,阻燃性较好。例如聚氯乙烯的氧指数比聚乙烯高50%,聚四氟乙烯的氧指数比聚乙烯高75%。因此,阻燃橡胶的主体材料应选用氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、氯醚橡胶、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等含卤聚合物。硅橡胶也是较好的耐燃聚合物。

橡胶阻燃剂的种类:

1、阻燃剂是指能够延迟或阻止高分子材料燃烧的配合剂。在橡胶制品中加入阻燃剂是提高其阻燃性最常用的方法。阻燃剂的种类很多,按所含阻燃元素不同,可分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。

2、卤系阻燃剂主要是氧和溴的化合物,最常用的是氧化石蜡。全氧环戊葵烷、氧化聚乙烯、四溴乙烷、四溴丁烷等。卤系阻燃剂的阻燃效果与其结构有关,阻燃效果:脂肪族卤化物>脂环族卤化物>芳香族卤化物。卤系阻燃剂在热解过程中,分解出能捕获传递燃烧自由基的X及HX,HX还可稀释可燃物裂解时产生的可燃气体,隔断可燃气体与空气的接触。

3、磷系阻燃剂主要有聚磷酸氨、磷酸酯类阻燃剂。磷系阻燃剂在燃烧过程中产生磷酸酐或磷酸,促使可燃物脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成熔融物覆盖在可燃物表面。使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。

4、在氮系阻燃剂中氮的化合物和可燃物作用,促进交链成碳,降低可燃物的分解温度,产生的不燃气体能稀释可燃气体。

5、磷-卤系阻燃磷一氮系阻燃剂主要是通过磷-卤、磷-氮协同效应作用达到阻燃目的的。 按组分的不同,可将阻燃剂分为无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机无机混合阻燃剂三种。

6、无机阻燃剂热稳定性好。燃烧时无有害气体产生,符合低烟、无毒的要求,安全性较高,既能阻燃又可作填充剂降低材料成本。常用的无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑和硼酸锌等。有机阻燃剂主要有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。有机无机混合阻燃剂是用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液,可部分代替无机阻然剂。

7、阻燃效果是随着阻燃剂的增加而增大,每一种阻然剂单独使用时,都有一个更低用量。

密封圈

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