【doc】磷、溴阻燃剂在PC／ABS合金中的应用

【doc】磷、溴阻燃剂在PC／ABS合金中的应用 磷、溴阻燃剂在PC,ABS合金中的应用 32塑料助剂2006年第2期(总第56期) 磷,溴阻燃剂在PC/ABS合金中的应用 辛敏琦刘春艳 (上海锦湖日丽塑料有限公司,上海,201108) 摘要对阻燃PC/ABS合金所用的阻燃剂进行了对比试验.结果表明,当PC/ABS质 量比为7:3 时.添加阻燃PC/ABS合金量的l3%左右的溴系阻燃荆,可使材料的阻燃性能达到 UL-94V-0级(1.6 nun);磷酸酯系阻燃剂由于对ABS的阻燃效果不好,只有在材料中PC质量分数大 于70%时,才有阻燃效 果:用溴一磷酸酯系阻燃荆,即使在材料中PC质量分数为50%时,也能达到uL一 94V-O级(1.6mm),说明 磷与溴在PC/ABS合金中有协效作用,将磷酸酯系阻燃剂与溴系阻燃荆复配使用, 在阻燃PC/ABS合金 中.亦有类似的效果. 关键词PC/ABS合金磷酸酯阻燃荆溴系阻燃剂磷一溴阻燃荆 ApplicationofPhosphateEstersandBrominesFlameRetardantstoPC/ABSAlloys XinMin-qiLiuChun-yan (ShanghaiKumhosunnyPlasticsCo.,Ltd.,Shanghai,201108) Abstract:TheeffectsofdifferentflameretardantsusedinPC/ABSalloyswerecompared.nlee xperiment resultsshowthatwhenPC/ABSis7/3thealloycontaining13%brominesflameretardanthave rateofUL一94 V— Of1.6mm).Whenphosphateusedasflameretardant,becauseitIsbadflameretardedeffectto ABS,itmay retardedPC/ABSalloyonlywhenthematedalcontainmorethan7O%ofPC.Ifbromine-phos phatesusedas flameretardant.thePC/ABSalloycanattainrateofUL一94V—O(1.6mm)eventhealloycontain50%ofPC. Itwasexplainedthatthebrominatedflameretardantwithphosphateonehassynergism.Thec ompoundof brominatedwithphosphateflameretardantshasthesimilareffect. Keywords:PC/ABSalloy;phosphateestersflameretardant;brominatedflameretardant;ph osphorus—. brominesflameretardant PC/ABS合金具有优异的综合性能.虽然PC 本身具有一定阻燃性(LOI=25%),但与ABS共混 后,阻燃性能下降.为满足PC/ABS合金在电子,电 气开关,电器等领域的应用,必须添加阻燃剂.商 品化的阻燃PC/ABS合金中常用的阻燃剂有溴系 阻燃剂,如溴化环氧树脂,溴化聚碳酸酯,溴化聚 苯乙烯,十溴二苯乙烷;磷酸酯系阻燃剂.如TPP, RDP,BAPP;磷一溴结构阻燃剂,如磷酸三(2,4一二 溴苯基酯),商品牌号为KroitePB--460.它们阻燃 收稿日期:20o6—02—10 的PC/ABS合金各有其特点. 1溴系阻燃剂 在高PC含量(PC超过5O份)的PC/ABS共 混物中,不加入Sb20,,单独使屙溴系阻燃剂可以使 PC/ABS合金达到1.6mmuL一94V-o级.由于 Sb20,会促进PC在加工过程中降解,应尽景减少 或避免使用.由于PC/ABS价格较为昂贵,而十溴 联苯醚容易黄变和析出,故很少在PC_dABS中应 用.PC/ABS合金中常用的溴系阻燃剂是溴化聚碳 酸酯齐聚物,较高相对分子质量的溴化环氧树脂, ——…—— 辛琦,等.磷,溴阻燃剂在PC/ABS合金中的应用33 溴化聚苯乙烯,十溴二苯乙烷.当PC/ABS的质量 比为7:3时,阻燃PC/ABS中的阻燃剂含量(质量分 数)在13%左右,溴含量(质量分数)为6%一8%时, 材料阻燃性可达到1.6mmUL一94V一0级. 表1用澳系阻燃剂阻燃的PC/ABS台金 【PC/ABS=7/3(质量比)】性能 Tab.1ThepropertiesofflameretardedPC/ABSalloy withbrominatedflameretardants 由表l可以看出,由于BC一58和溴化环氧树 脂是高分子型阻燃剂,与树脂相容性好,共混后的 阻燃PC/ABS具有较高的HDT.而且溴化环氧树 脂在100?左右熔化,能赋予PC/ABS共混物较好 的加工流动性. 2有机磷阻燃剂 PC/ABS常用的有机磷阻燃剂有:磷酸三苯酯 (TPP),问苯二酚二缩合磷酸酯(RDP),双酚磷系 阻燃剂(BAPP).,IPP磷含量(质量分数)为9.5%, 约50?熔融,相对较易挥发,容易在模具中析出 结垢,并且所得的PC/ABS耐开裂性差.因此,高分 子型的RDP和BAPP得到更为广泛的应用.RDP 磷含量高(10.8%),但是耐水解性差;BAPP耐水解 性优异,但磷含量稍低(8.9%),添加量较高.由于 RDP和BAPP为液体,添加不太方便,日本大八公 司推出了固体的双酚型有机磷阻燃剂,上海锦湖 13丽推出了有机磷阻燃母粒,允许与PC,PC/ABS 共混或直接注塑. 有机磷阻燃的PBS中,PC的质量分数一般 在70%以上.这是因为有机磷阻燃剂只对含氧基团 的聚合物如PC有阻燃效果,而对ABS的阻燃效率 很低.在PC/ABS中,PC含量低于70份时,难以单 独添加有机磷阻燃剂达到UL-94V-o级(1.6mm). 表2,表5为有机磷阻燃剂阻燃的PC/ABS(质 量比7:3)的各项性能(PTFE添加量为0.4份). 表2用磷系阻燃剂阻燃的PC/ABS 台金的阻燃性能 Tab.2eflameretardingfeaturesofPC/ABSalloy withphosphorusflameretardants 注:燃烧等级的测试方法为UL一94垂直燃烧(1.6mm1 表3用磷系阻燃剂阻燃的PC/ABS台金的Izod缺口 冲击强度(3.2mm) Tab.3ThenotchedIzodimpactstrengthofPC/ABS all.ywithph.ph.rusnameretardants 单位:J/m 表4用磷系阻燃剂阻燃的Pc,ABS台金的 热变形温度HDT(1.82MPa,6.4哪) rab.4TheHDTofPC/ABSalloywithphosphorus flameretardants 单位:? 注:在无阻燃剂时.日DllOcc 表5用磷系阻燃剂阻燃的Pc/ABS合金的 熔体流动速率MFR(230?.10kg) Tab.5ThemeltflowrateofPC/ABSalloywith ph.sph.ru.nameretard明协 单位:1Omjn 注:在无阻燃剂时.MFR=12g/lOmin 塑料助剂2006年第2期(总第56期) 由于有机磷对PC,ABS有增塑作用,由表5中 可以看出,TPP,RDP,BAPP均可以大幅度提高 PC/ABS的加工流动性.同时由表4可以看出,添 加有机磷阻燃剂后体系的热变形温度下降较为严 重.三种阻燃剂在同等添加量时,加入BAPP时体 系的热变形温度最高. 3磷,溴复配阻燃剂 磷与溴具有阻燃协同效应,在分子结构中同 时含有磷和溴的阻燃剂如PB--460[磷酸三(2,4一二 溴苯基酯),溴含量(质量分数)约60%,磷含量(质 量分数)约4%1在PC/ABS中具有优异的阻燃性. 即使在PC/ABS比例为1:1的共混体系中,添加质 量分数为14%的PB-460也可以使阻燃PC/ABS 达到UL一94V一0级,如表6所示. 表6 Tab.6 PB一460和TPP阻燃的PC/ABS的性能对比 ThecontrastofflameretardedPc,ABSadded PB—460thoneaddedTPP 单独使用溴系阻燃剂阻燃PC/ABS时,在PC 含量较高时,体系的流动性较差,且容易发生剪切 变黄,银丝,气体灼烧现象,尤其是点浇口设计的 制品.将有机磷阻燃剂如BAPP与溴系阻燃剂复 配阻燃PC/ABS共混物,可以大大提高体系的流动 性.同时保持较高的HDT和氧指数(见表7),具有 更加优异的综合性能. 表7用磷一澳复配阻燃剂阻燃的PC/ABS合金的性能 Tab.7ThefeaturesofflameretardedPC/ABSadded phosphorusflameretardantantcombinedwithbrominatedone 4结束语 (1)在高PC含量的PC/ABS中,单独添加溴 系阻燃剂可以使PC/ABS共混物达到UL一94V一0 级(1.6mm).材料具有较高的HDT,但对流动性的 改善有限. (2)有机磷阻燃剂是PC的高效阻燃剂,但对 ABS低效,在PC含量高于70%时,单独添加有机 磷阻燃剂可以使PC,ABS共混物达到UL一94V一0 级(1.6mm).由于有机磷的增塑作用,PC/ABS的流 动性大幅度提高,HDT下降也较为严重. (3)在同一分子结构中含有磷一溴的阻燃剂对 PC/ABS具有高效阻燃作用.体现了磷一溴的协效 作用.即使将溴系阻燃剂和有机磷阻燃剂复配使 用,也可以得到综合性能更加优异的阻燃PC/ABS 合金. 参考文献 1欧育湘.实用阻燃技术【M】.北京:化学工业出版社,2002 2辛敏琦.上海锦湖日丽产品技术资料II.上海:上海锦湖 日丽塑料有限公司