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阻燃PP材料析出性問題淺析及解決措施

阻燃PP材料由于其密度輕盈、耐候性優異及綜合價格低廉,受到越來越多廠商的青睞,在很多應用場合已成功取代阻燃PS、阻燃ABS等。在阻燃PP材料興起的背后,有個困擾的問題可能經常會遇到,那就是阻燃材料的析出性問題,在無鹵阻燃材料中顯得更為明顯。阻燃劑析出不僅經常發生于注塑過程中產生模垢、粉末狀結塊、粘模等影響影響正常生產,在制件成品中也經常發生析出,產生白色霧狀物質影響產品外觀及導致阻燃性下降等。

 

在解決阻燃劑析出問題前,我們先探討影響析出問題的兩個重要因素:

一、阻燃劑與PP基材樹脂的相容性 

阻燃劑在PP樹脂中一般呈兩種狀態:以類似填料形式填充樹脂中,另一類則以融化狀態均勻分散在樹脂中。由于PP為非極性材料,極性阻燃劑與PP便會存在界面相容性問題。界面相容性越差,其越容易產生析出性問題。因此,引入強極性基團(如胺基、羧基、環氧基團等),增強阻燃劑與PP界面作用,可有效減輕阻燃劑析出問題。

 

二、溫度對阻燃劑析出影響

PP為半結晶性物質、具有較低的玻璃化轉變溫度,當環境溫度高于其玻璃化轉變溫度時,隨著溫度的升高,無定形鏈段熱運動將會加快,使得與PP樹脂相容性較差的小分子阻燃劑能夠比較容易的克服阻力遷移到表面。這也是制件存放一段時間后表面有時也會出現析出現象的原因,而高溫注塑過程是析出最明顯的過程,其析出常反映在模具上產生模垢等,注塑溫度越高析出越厲害。

 

阻燃劑遷移速率與溫度的關系大致可用下圖表示,在阻燃劑分解溫度范圍內,其析出速率隨著溫度的升高而明顯加快。在恒定溫度下,析出同樣與時間存在一定關聯。

 

因此,這個過程要降低阻燃劑析出就需要提高阻燃劑與樹脂間的遷移阻力,降低低分子量阻燃劑的遷移速率。降低溫度以減弱鏈段間運動或提升阻燃劑分子的聚合度并降低分子量分布寬度便成為減輕阻燃劑析出的有效措施。

在了解產生析出原因后,對阻燃析出問題改進便可事半功倍。塑益安TM系列便是耐析出性阻燃材料的典型代表。

 

通常,阻燃PP材料為使其具有較好的阻燃性,其融指一般不會太高(小于20g/10min,230℃*2.16kg),熔指越高越容易產生滴落而比較難達到V0級。塑益安TM中高流動無鹵阻燃PP系列代表牌號HFP1010-05,具有優異的寬范圍加工條件(正常加工溫度可達240℃、不析出),優異阻燃1.6mm V0級,提升了阻燃制件的加工條件限制,極大的拓展了大型阻燃制件的應用。目前該技術已獲得國家發明專利(專利號201210233346.7)。

 

 需要指出的是,無析出阻燃PP并不是完全沒有析出,其只是在極大程度上降低了阻燃劑的遷移性。現行無析出阻燃PP往往建立在過高的技術成本上,因此低成本抗析出仍然是當前阻燃PP材料需要完善的一個課題。

 

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