以ABS为例,看4种常用溴系阻燃剂的性能对比!

2023-03-14


阻燃剂按组成成分可分为有卤阻燃和无卤阻燃,由于环保及人身安全的考虑,有卤阻燃在很多领域的应用受到了限制,并颁发了相关禁用法规,比如著名的RoHS、REACH等法规。

 

 

 

然而说到ABS,大家都知道,ABS的极限氧指数(LOI)只有18.3-20.0,是一种易燃的高分子材料,水平燃烧速度很快,约为25-51mm/min。

 

而由于ABS聚合物链不含氧元素等因素,其无卤阻燃存在诸多问题,难以大规模应用。目前工业化生产的,基本都是有卤阻燃ABS。

 

 

 

卤系阻燃剂主要包括溴系和氯系,是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一。其中,溴系阻燃剂由于阻燃效率高,价格适中,大部分溴系阻燃剂的分解温度在200-300℃,与一般高分子材料的分解温度范围正好匹配,所以能高效地捕捉材料分解产生的自由基,因此更受到青睐。

 

而溴系阻燃剂又可分为添加型,反应型及高聚物型,总品类可到70种以上。其中,ABS中使用添加型阻燃剂最为常见和普遍,主要品种有:四溴双酚A(TBBA)、十溴二苯乙烷(DBDPE)、溴代环氧齐聚物(BER)、三(三溴苯氧基)氰尿酸酯(FR245)。

 

 

 

接下来我们就看看这四种阻燃剂对ABS耐热、耐候和加工流动性的影响。

 

 
 
 

耐热性

 
 
 

 

下图对比的是几种溴系阻燃ABS的耐热性,在添加同等含量的阻燃剂后,ABS的热变形温度从高到低的排序为:十溴二苯乙烷(DBDPE)>三(三溴苯氧基)氰尿酸酯(FR245)>溴代环氧齐聚物(BER)>四溴双酚A(TBBA)。

 

 

由于阻燃ABS的一般加工温度为190-230℃,在此范围内TBBA和BER将处于融流态,从而可以良好地分散。

 

但要注意:溴代环氧齐聚物由于分子量较大且存在环氧基,所以对材料流动性的改善远不如TBBA。

 

随着合成技术不断完善,期望通过获得高流动、高韧性的ABS和更高效、耐迁移的流动助剂将进一步提高阻燃ABS的流动性,以追赶家电产品大尺寸、薄壁化的趋势。