透明PC阻燃概述

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聚碳酸酯(PC) 作为通用的五大工程塑料之一,是一种近乎无色的热塑性树脂,具有玻璃化温度及热变形温度高、无定型、无毒、高透明性等特性,具有优异的冲击性能、电性能、光学性能、抗蠕变性能、尺寸稳定性等优点。 被广泛用于汽车工业、仪器仪表、传播媒体数据光盘、电器照明等领域。
聚碳酸酯具有一定的阻燃性,极限氧指数(LOI)约为26%,阻燃级别仅为UL94 V-2级,不能满足对阻燃级别要求较高或很高的场合, 目前能达到UL94 V-0阻燃级,并能保持PC树脂透明度的产品并不多,而且价格昂贵,市场拓展受到一定限制。
常见的一些含溴化合物是 PC 的高效、添加型阻燃剂,其中溴与磷复配的阻燃剂有优异的协同效果。随着对环保问题的关注,卤系阻燃剂已渐渐退出舞台。目前,阻燃PC 用无卤阻燃剂主要包括有机磷系、有机硅系、磺酸盐、磺酰胺盐、膨胀型(磷-氮)阻燃剂等,这些非卤阻燃剂因其环保友好性备受关注。它们大多是凝聚相阻燃理,有催化 PC 交联和炭化的阻燃功能,气相阻燃的贡献甚微。
目前,市场上透明PC常用的阻燃剂主要是磺酸盐类和有机硅类两种,磺酸盐类阻燃剂一类是二苯基砜磺酸盐(KSS-FR),代表产品为美国Sloss工业F535系列阻燃剂,添加量0.2%-0.5%可使PC达到V0并且不影响透明,不过可能需要辅用抗滴落剂,而传统的PTFE抗滴落剂对透明有一定的影响;另一类是全氟磺酸盐,其代表产品是美国3M公司的全氟丁基磺酸钾FR2025,日本三菱公司也有同类产品,国内现在也有不少公司仿照3M的产品开发了不少同类全氟磺酸盐,但两者价格相差较大。全氟磺酸盐阻燃效果极佳,仅需0.06%-0.1%的添加量就能使PC达到V0级别,对透明也几乎没有影响。
市场上有机硅类阻燃剂有液体和粉体两种,道康宁和日本信越都在该领域内有极为出色的产品,有机硅与PC树脂相容性好,液体阻燃剂还有一定的助分散效果,相比于磺酸盐阻燃剂,有机硅类添加量要稍大一点,在1%-5%之间,添加量过大时,PC的透明就会受到影响。一般来说,单独的有机硅阻燃剂阻燃效果并不十分优越,常与磺酸盐类复配使用,用于制造PC薄膜材料,比两类阻燃剂单独使用效果更好,而且有机硅类具有一定的抗滴落作用。国内同样有一些生产倍半硅阻燃剂的公司,但产品效果不是很理想。
目前,拜耳公司和沙比克公司都有生产本体阻燃的PC树脂,树脂本身阻燃就能达到V0级别,不过价格是普通PC的两倍左右,成本较高。
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