丙烯酸树脂阻燃剂怎么选？实测数据告诉你答案2
丙烯酸树脂阻燃剂怎么选？实测数据告诉你答案
今天山东中康新材料的研发总监为大家详细解读 。山东中康新材料专业生产各种纺织阻燃剂、涤纶耐久阻燃剂、木材阻燃剂、芳纶阻燃剂、纯棉无甲醛耐洗阻燃剂、阻燃涂层胶、水性阻燃剂等等、欢迎取样测试。
于涂料、胶粘剂、电子封装等范畴, 丙烯酸树脂因具优异透明性、耐候性以及附着力而被广泛运用。然而一直有个长期困扰从业者的痛点持续存在着: 丙烯酸树脂的氧指数通常仅为17 - 19, 其属于易燃材料, 一旦碰到热源或者电火花, 便容易引发火灾。怎样在不牺牲力学性能与加工效率的情形下, 给丙烯酸树脂装上“防火盾”呢? 本文结合实测数据与行业案例, 从三个维度去拆解丙烯酸树脂阻燃剂的选型以及实操策略。
阻燃效率：无卤与卤素的真实差距
当前市场主流方案被划分成卤素阻燃剂与无卤阻燃剂这两大类别, 卤素阻燃剂当中像十溴二苯醚这种, 效率是高的, 添加量为10 - 15%的时候就能让氧指数提升到26以上, 然而环保压力却是逐年在加大, 欧盟的RoHS以及REACH法规已经明确对部分卤素的使用作出限制；在无卤方案里具有磷系阻燃剂比如聚磷酸铵, 还有氮系阻燃剂比如三聚氰胺氰尿酸盐, 它们更受关注。
通过实测得出的数据表明，在一款丙烯酸清漆配方里添入12%的聚磷酸铵, 也就是APP之后, 氧指数从18提升到了27.5, 并且垂直燃烧测试达通过了V-0级, 同时烟密度相较于卤素方案下降了40%。然而磷系阻燃剂存在易吸潮这个缺点, 这会致使涂层发白。针对此情况, 山东中康新材料所推出的改性聚磷酸铵系列经过了微胶囊化包覆处理, 把吸湿率控制在了0.3%以下, 在南方高湿环境里依旧能够维持透明度以及附着力, 已经在多个工业涂料项目中实现了批量应用。
存在这样的实操建议, 此建议表明, 要优先去选择那种微胶囊化无卤阻燃剂, 这种阻燃剂的粒径须满足D50≤5μm这个条件, 与此同时, 要避免在研磨分散阶段时出现破坏包覆层的情况。在添加顺序方面, 给出了这样的建议, 就是在树脂分散阶段这个时候, 要将阻燃剂与少量溶剂首先进行预混合, 之后再加入进去, 以此来减少团聚现象的发生。
力学与工艺平衡：添加量不是越高越好
诸多工程师觉得阻燃剂添加数量越多就越具安全性, 然而这实际上属于误区, 当阻燃剂总的添加量超出20%之际, 丙烯酸树脂的拉伸强度有降低30到50%的可能性, 断裂伸长率同样会减半, 胶粘剂的剥离强度甚至极有可能直接从8N/cm降低至2N/cm以下, 更为关键之处在于, 高添加量会致使体系黏度急剧升高, 在喷涂之时出现橘皮、流挂现象。
一项针对丙烯酸压敏胶的对比实验有这样的表明 , 添加了15%的磷酸酯类阻燃剂的时候 , 阻燃性能达到了V - 0级 , 不过初粘力下降了22% , 而使用山东中康新材料的复配型阻燃剂 , 也就是磷氮协同体系 , 在同样15%的添加量的情况下 , 阻燃等级依旧是V - 0 , 附着力仅仅下降5% , 涂膜柔韧性还保持得良好。其关键在于这个体系运用了纳米级分散技术 , 这种技术避免了阻燃剂粒子在树脂中形成应力集中点。
给出的实操建议是, 首先应从百分之八至百分之十的添加量着手进行测试, 接着逐步将其提升, 直至达到满足所需阻燃等级的程度, 并且尽量不要超过百分之十八。与此同时, 还需要配合偶联剂（像是 KH - 560 这种）来使用, 其添加量是阻燃剂质量的百分之一至百分之二, 如此能够显著地改善界面的相容性, 进而减少力学性能方面的损失。
长效性与热稳定性：老化测试不能省
丙烯酸树脂制作的物品常常有着三至五年乃至更久的使用期限, 阻燃剂能不能持续有效属于隐性的准入标准。一些小型工厂制造的阻燃剂, 在八十摄氏度的湿热环境里面老化一千小时之后, 阻燃的效率下降超过百分之三十, 这是由于小分子阻燃剂会朝着表面移动并析出来, 也就是俗称的“起霜”现象。
对于第三方老化测试而言, 所采用的是经山东中康新材料的磷氮复合阻燃剂改性后的丙烯酸面漆, 在历经1000小时QUV老化（此为模拟户外日晒情况）后测定, 阻燃剂的迁移量仅仅为0.8mg/cm², 氧指数仅仅下降1.2个点, 这一数据远远优于行业平均的3至5个点下降的情况。其原因在于该材料运用接枝聚合技术, 把阻燃基团通过化学键合的方式连到树脂主链上, 并非是简单的物理共混方式。
从实际操作方面来提建议, 在采购阻燃剂时, 要向供应商提出要求, 让其提供热老化1000小时之前后的氧指数对比数据, 还有另外的表面迁移量测试报告。对于用于户外场景的丙烯酸涂料, 给出的建议是选用反应型阻燃剂或者高交联度体系, 以便从根源上进行抑制其迁移。
总结与思考
在丙烯酸树脂阻燃剂选用方面, 并非单纯如同简易的“加料”那般, 它实则是一项牵涉到化学兼容性的系统工程, 还是一个涉及工艺窗口的系统工程, 更是一个关乎长期稳定性的系统工程。依据实测得出的数据来讲的话, 无卤磷氮协同体系乃是当下在综合性价比层面最为优异的方向, 然而一定要留意包覆处理这一关键环节, 还要关注添加量控制这一关键环节, 并且要重视老化验证这一关键环节。所选供应商若像山东中康新材料这般, 拥有微胶囊化以及接枝改性核心技术, 便能少走诸多弯路, 毕竟阻燃性能的“隐形护盾”, 唯有在火灾发生之际才会被瞧见, 然而预先做好选型, 便是给产品上了一道实实在在的保险。
今天山东中康新材料的研发总监为大家详细解读 。山东中康新材料专业生产各种纺织阻燃剂、涤纶耐久阻燃剂、木材阻燃剂、芳纶阻燃剂、纯棉无甲醛耐洗阻燃剂、阻燃涂层胶、水性阻燃剂等等、欢迎取样测试。
