Aplicarea ignifugurilor pe bază de fosfor în PP

Ignifugele pe bază de fosfor sunt un tip de ignifuge de înaltă eficiență, fiabile și utilizate pe scară largă, care au atras o atenție semnificativă din partea cercetătorilor. S-au obținut realizări remarcabile în sinteza și aplicarea lor.

1. Aplicarea ignifugurilor pe bază de fosfor în PP

Proprietățile fizice ale polipropilenei (PP) joacă un rol crucial în aplicațiile sale industriale. Cu toate acestea, indicele său limitat de oxigen (LOI) este de doar aproximativ 17,5%, ceea ce o face extrem de inflamabilă și are o rată de ardere rapidă. Valoarea materialelor PP în aplicațiile industriale este influențată atât de ignifugarea lor, cât și de proprietățile fizice. În ultimii ani, microîncapsularea și modificarea suprafeței au devenit principalele tendințe în domeniul materialelor PP ignifuge.

Exemplul 1: Polifosfat de amoniu (APP) modificat cu un agent de cuplare silanic (KH-550) și o soluție de rășină siliconic-etanol a fost aplicat pe materiale PP. Când fracția de masă a APP modificat a ajuns la 22%, LOI-ul materialului a crescut la 30,5%, în timp ce proprietățile sale mecanice au îndeplinit și ele cerințele și au depășit performanța materialelor PP ignifuge cu APP nemodificat.

Exemplul 2: APP a fost încapsulat într-o învelișă compusă din melamină (MEL), ulei hidroxil siliconic și rășină formaldehidă prin polimerizare in situ. Microcapsulele au fost apoi combinate cu pentaeritritol și aplicate pe materiale PP pentru ignifugare. Materialul a prezentat o ignifugare excelentă, cu un LOI de 32% și un rating de test de ardere verticală de UL94 V-0. Chiar și după tratamentul de imersie în apă fierbinte, compozitul și-a păstrat proprietăți bune de ignifugare și mecanice.

Exemplul 3: APP a fost modificat prin acoperire cu hidroxid de aluminiu (ATH), iar APP modificat a fost combinat cu dipentaeritritol într-un raport de masă de 2,5:1 pentru utilizare în materiale PP. Când fracția de masă totală a agentului ignifug a fost de 25%, LOI a atins 31,8%, indicele de ignifugare a atins V-0, iar rata maximă de eliberare a căldurii a fost redusă semnificativ.

2. Aplicarea ignifugurilor pe bază de fosfor în PS

Polistirenul (PS) este foarte inflamabil și continuă să ardă după îndepărtarea sursei de aprindere. Pentru a aborda probleme precum eliberarea ridicată de căldură și răspândirea rapidă a flăcării, ignifugările pe bază de fosfor fără halogeni joacă un rol esențial în ignifugarea PS. Metodele comune de ignifugare pentru PS includ acoperirea, impregnarea, perierea și ignifugarea în stadiul de polimerizare.

Exemplul 1: Un adeziv ignifug cu conținut de fosfor pentru PS expandabil a fost sintetizat prin metoda sol-gel utilizând N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoxisilan și acid fosforic. Spuma PS ignifugă a fost preparată folosind o metodă de acoperire. Când temperatura a depășit 700°C, spuma PS tratată cu adeziv a format un strat de carbonizare care depășește 49%.

Cercetătorii din întreaga lume au introdus structuri ignifuge care conțin fosfor în compuși vinilici sau acrilici, care sunt apoi copolimerizați cu stiren pentru a produce noi copolimeri de stiren care conțin fosfor. Studiile arată că, în comparație cu PS pur, copolimerii de stiren care conțin fosfor prezintă o LOI (loc de operare) și un reziduu de cărbune semnificativ îmbunătățite, indicând o stabilitate termică și o ignifugare superioare.

Exemplul 2: Un macromonomer hibrid fosfat oligomeric cu terminație vinilică (VOPP) a fost grefat pe lanțul principal al PS prin copolimerizare prin grefare. Copolimerul grefat a prezentat ignifugare printr-un mecanism în fază solidă. Pe măsură ce conținutul de VOPP a crescut, LOI a crescut, rata maximă de eliberare a căldurii și eliberarea totală de căldură au scăzut, iar picurarea topiturii a dispărut, demonstrând efecte ignifuge semnificative.

În plus, ignifugele anorganice pe bază de fosfor pot fi legate chimic cu ignifuge pe bază de grafit sau azot pentru utilizarea în ignifugarea PS. De asemenea, se pot utiliza metode de acoperire sau periere pentru a aplica ignifuge pe bază de fosfor pe PS, îmbunătățind semnificativ LOI (loi de operare) și reziduurile de carbonizare ale materialului.

3. Aplicarea ignifugurilor pe bază de fosfor în PA

Poliamida (PA) este foarte inflamabilă și produce o cantitate semnificativă de fum în timpul arderii. Deoarece PA este utilizată pe scară largă în componentele și echipamentele electronice, riscul de incendiu este deosebit de grav. Datorită structurii amidice din lanțul său principal, PA poate fi ignifugată folosind diverse metode, atât ignifugații aditivi, cât și cei reactivi dovedindu-se extrem de eficienți. Printre PA-urile ignifuge, sărurile de alchilfosfinat sunt cele mai utilizate.

Exemplul 1: Izobutilfosfinatul de aluminiu (A-MBPa) a fost adăugat la o matrice de PA6 pentru a prepara un material compozit. În timpul testelor de ignifugare, A-MBPa s-a descompus înaintea PA6, formând un strat dens și stabil care a protejat PA6. Materialul a obținut o LOI de 26,4% și un indice de ignifugare V-0.

Exemplul 2: În timpul polimerizării hexametilendiaminei și acidului adipic, s-au adăugat 3% în greutate de oxid de bis(2-carboxietil)metilfosfină (CEMPO) ignifug pentru a produce PA66 ignifug. Studiile au arătat că PA66 ignifug a prezentat o ignifugare superioară în comparație cu PA66 convențională, cu o LOI semnificativ mai mare. Analiza stratului de carbonizare a relevat că suprafața densă de carbonizare a PA66 ignifug conținea pori de diferite dimensiuni, ceea ce a ajutat la izolarea transferului de căldură și gaze, demonstrând o performanță ignifugă notabilă.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com