PP無鹵阻燃劑的阻燃機理及應用問題集錦

為了降低成本，有人在磷氮膨脹型無鹵阻燃劑中加入了碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉等填料，發現會失去阻燃效果。今天我們來討論一下PP無鹵磷氮系膨脹阻燃劑的阻燃機理及應用問題集錦。

1.磷氮膨脹阻燃劑由三部分組成。(1)酸源:提供酯化反應所需的酸；

(2)碳源:提供酯化反應所需的羥基或其他基團物質；

(3)氣源:提供系統膨脹發泡所需的氣體。

2.磷-氮膨脹阻燃劑的阻燃機理一般包括三部分

即碳源(常為多羥基化合物，如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸銨，即APP)以及通過以下相互作用形成碳層的發泡劑(如三聚氰胺):①低溫(150℃在酸源和其他成分的性質下，具體溫度取決于酸源。②酸與多元醇放酸的溫度下，酸與多元醇（碳源）發生酯化反應，系統中的胺作為酯化反應的催化劑加速反應；③在酯化反應前或酯化反應過程中熔化系統；④反應過程中產生的水蒸氣和氣源產生的不燃氣體使溶解的系統膨脹和發泡。同時，多元醇和酯脫水碳化形成無機和碳殘留物，系統進一步膨脹和發泡；⑤當反應接近完成時，系統膠化固化，較終形成多孔泡沫碳層。

3.為什么有些磷氮阻燃劑擠出水槽時條子容易粘水滑手？

由于阻燃劑的一些成分具有良好的水溶性，條子很容易粘在水上滑動。通過螺桿機出口時，高溫條接觸冷水槽，粉末容易沉淀，阻燃劑中的成分必須不溶于水。

4.為什么不同？PP添加相同份數的阻燃劑阻燃效率有差異嗎？

由于PP均聚等不同的基體PP和共聚PP，由于內烯烴含量的不同，這是由于共聚PP里面有PE側鏈，PP中的H原子比PE中活性大；PP比PE燃燒熱小，一開始和阻燃劑一起工作，PE高分解溫度后才起作用；PP基材分解溫度在227-247度之間，PE阻燃劑分解溫度在335-450度之間，PP更好地匹配阻燃劑。

5、磷-氮膨脹型無鹵阻燃劑用于玻璃纖維PP為什么效果會變差？

一般來說隨PP隨著阻燃劑量的減少和阻燃劑量的增加，材料的阻燃效果會越來越好。為什么玻璃纖維？PP相對減少（添加玻璃纖維），阻燃劑數量不變，阻燃會惡化甚至不阻燃，這主要是由于添加玻璃纖維破壞磷氮膨脹系統的阻燃機制，玻璃纖維分布在塑料的各個地方，對碳層的閉合有很大的破壞作用，不能隔離氧氣，達到阻燃效果。

6.為什么磷-氮膨脹型無鹵阻燃劑加入填料或其他物質后會失去阻燃效果？

為了降低成本，許多人在磷氮膨脹無鹵阻燃劑中添加了碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉、氫氧化鎂等填料，發現它們會失去阻燃效果。由于上述填料的添加改變了酯化反應過程，酸源部分與上述填料發生反應，材料表面的上述填料破壞了碳層的形成，導致機制失效。

同樣，添加一些炭黑和色粉也會導致阻燃效果的喪失。所以一些回收利用PP材料可以部分填充PP回收，添加到新材料中，導致系統變相添加上述填充，使系統失去阻燃效果。

7.為什么用磷氮阻燃劑生產？PP放置一段時間(幾十天)后，表面有油或粉末沉淀？

就像我們提到的阻燃劑由碳源、酸源和氣源組成一樣，上述一種或幾種物質必須具有良好的水溶性，并且與塑料的相容性較差。在加工過程中，材料和上述粉末依靠螺桿機的強機械力分散。放置一段時間后，由于分子間不斷移動，不同極性的物質會慢慢分離，上述粉末會慢慢從材料內部分離到表面。

8.為什么有些磷氮阻燃劑？PP 加工時會起泡或變灰？

任何阻燃劑都有其初始分解溫度。如果阻燃劑本身的分解溫度僅接近材料的溶解溫度，則很容易出現上述情況。因此，一般來說，阻燃劑的初始分解溫度至少高于材料塑化加工的溫度，以確保加工的順利進行。同時，還必須控制螺桿組合和加工條件，避免實際溫度超過阻燃劑的初始分解溫度。

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