ABS树脂添加型阻燃的研究

ABS树脂添加型阻燃的研究

李伯祥

天津大沽化工股份有限公司 ABS事业部 天津滨海新区

摘要：ABS树脂是现代工业生产中被广泛应用的材料类型，其具有耐酸碱、高硬度以及良好物化性能特征。本文立足于研究现状，首先介绍了ABS树脂阻燃技术的定位与技术机理，其次分享了ABS树脂添加型阻燃技术的发展现状、技术类型以及应用趋势，希望可以进一步改善ABS树脂阻燃性能，满足现代工业的生产需求。

关键词：ABS树脂；阻燃剂；研究

引言

ABS树脂是一种共聚物，主要包括丙稀晴、1,3-丁二烯与苯丙烯。由于ABS树脂具有硬度、酸碱耐性以及光洁度等方面的优势，再加上出色的加工塑性，被广泛的应用于建材、电气、家电与汽车工业当中，而阻燃性不足成为ABS树脂的软肋。为了进一步分析ABS树脂添加型阻燃技术的应用策略，现就ABS树脂阻燃技术定位与技术原理分析如下。

一、ABS树脂阻燃技术概述

1.基本定位

在ABS树脂最早被合成时，其并不能够承担多方面的角色，这是由于其本身属于易燃物质，在上述领域中应用会存在巨大的危险性。伴随着技术的进步与发展，ABS树脂阻燃技术得到了空前的发展，目前经过阻燃处理后的ABS树脂极限氧指数得到了很好的控制，这也使得其在工业生产中得到了广泛的应用。ABS树脂目前常用的阻燃技术包括三种类型，分别是添加型阻燃、反应型阻燃以及难燃聚合阻燃技术。不同类型的技术各自具有优势，其中添加型阻燃体系具有通用性强、成本低的特征，所以在生产领域应用最为广泛。

2.技术机理

ABS树脂阻燃技术的应用有多个方面的模式，但是其基本都是基于燃烧的条件来开展阻燃工作：一是ABS树脂阻燃剂的添加能够解决不燃烧气体与高沸点液体燃烧的状态，此状态下能够实现进一步隔绝空气，进而达到阻燃效果；二是ABS树脂阻燃剂可以快速吸收ABS树脂周围的热量，导致温度达不到目标燃点，从而达到阻燃的效果；三是ABS树脂阻燃添加剂能够吸收ABS树脂燃烧时出现的羟基，使得其燃烧后生产二氧化碳、水等无毒无害的物质。

二、ABS树脂添加型阻燃技术

ABS树脂添加型阻燃技术被广泛应用于工业生产当中，主要包括如下两个方面的阻燃体系。

1.卤化阻燃体系

卤化阻燃体系是指以卤化阻燃剂作为阻燃材料的体系类型，相比于非卤化阻燃体系而言，该体系具有阻燃效率高、成本优势明显的特征。不过由于卤化阻燃剂的特征，其在阻燃过程中难免会放出一部分有毒气体，所以对于人体会造成影响和危害。目前工业生产中主要应用如下几个方面的卤化阻燃体系：

其一，氯系阻燃剂。氯系阻燃剂主要包括有氯化石蜡、硬脂酸甲酯等材料，这些材料具有一定的氯含量，不过材料来源广泛、成本较低。一般来说可以配合氧化锑来达到热稳定性强化功能。目前工业生产中该阻燃剂体系主要以搭配氯蜡为主，该材料的纯度高、稳定性良好，在使用时可能会存在污染性合成物的问题，所以还需要进一步解决污染管理问题，否则会限制该阻燃剂体系的应用与发展。

其二，溴系阻燃剂。溴系阻燃剂长期以来被广泛应用于ABS树脂阻燃体系当中，其价格适中、稳定性强，同时也具有工艺成熟的优势，所以生产难度较小。不过，溴系阻燃剂在使用过程中总会出现一些有毒有害的气体，添加氧化锑提升热稳定性后则会带来大量的黑烟物质。目前，我国的ABS树脂溴系阻燃剂多选择多溴二苯醚作为原始材料，该材料在高温下会带来剧毒，所以在许多场所下应用时都需要特别谨慎。近些年来伴随着研究工作的陆续开展，ABS树脂阻燃剂也开始向着更为高效的溴系阻燃剂方法发展。比如说国内一些研究学者对十溴二苯乙烷的阻燃性能进行了检验，发现其能够很好的解决活化能与烟雾释放量的问题，不过依然没有办法达到理想的水平。另外一些研究者则着重对三聚氯氰、三溴苯酚等材料的混合物进行研究，试图通过混合物添加阻燃的方式来解决热稳定性、烟雾排放问题，取得了阶段性的成果。

2.非卤化阻燃体系

相比于卤化阻燃体系而言，非卤化阻燃体系优势在于无污染、稳定性高以及燃烧后不容易产生大量的烟雾。在具体使用过程中，根据添加物质的不同，可以划分为无机阻燃、有机含磷阻燃、有机含硅阻燃以及纳米阻燃：

其一，无机阻燃。无机阻燃剂在ABS树脂中应用时体现出良好的技术优势，包括安全无污染、亲水性强、热稳定性好等。不过，由于两者局域相容性差的问题，所以如何制作混合物成为这个领域阻燃技术应用的关键。目前一些生产企业采取氢氧化铝、氢氧化镁材料添加的方式来进行无机阻燃，但是这些材料添加后会对ABS树脂的性能产生不小的影响。如在阻燃体系当中添加一些高抑烟成分，可以达到控制黑色漂浮物的效果。比如说天然水镁石就可以很好的满足ABS树脂的性能要求，作为低烟阻燃剂的首选材料。

其二，有机含磷阻燃。有机含磷阻燃剂在ABS树脂中应用具有两个方面的优势，不但可以达到阻燃效果，还具有增塑的作用，提升加工塑形后ABS树脂也可以应用于更多的工业生产当中。现阶段已经开发并应用于工业生产实践中的有机含磷阻燃技术为磷氮混合成分，包括革除氧气、抑制烟尘以及低毒等特征，该类型的新型阻燃剂也成为行业发展的重点之一。

其三，有机含硅阻燃。有机含硅阻燃技术的优势在于抑制烟尘，同时也有助于改善ABS树脂的成型性能，所以也是一种发展前景广阔的阻燃材料。在添加改性后硅油时，ABS树脂的耐热性能改善明显，同时具有不错的流动性与耐燃性能。但是在进行耐燃性调整时，可能需要面对高效能阻燃剂的管理问题，所以还需要进一步加强这个领域的研究投入才能够攻克这方面问题。

其四，纳米阻燃。纳米阻燃剂是近些年来最新出现的阻燃剂类型之一，该类型的阻燃剂能够适应不同场所对于阻燃性能的要求，甚至可以达到改善ABS树脂性能的效果。在添加聚合物纳米复合材料后，ABS树脂的综合性能会得到进一步的改善，不但强化了机械强度与热稳定性，同时也可以达到理想的阻燃状态，但是受限制于产能、成本等问题，目前该技术实现推广还需要一定的时间。

总结

综上所述，目前我国已经成为全球最大的ABS树脂消费市场，伴随着人们生活质量的不断提升，对于ABS树脂的环保性能、机械性能以及阻燃体系都提出了更高的标准与要求。添加型阻燃技术具有成本容易控制、生产效率高、阻燃材料来源广泛的优势，通过上述分析可以根据具体的使用环境与需求来进行ABS树脂阻燃升级，进而改善其易燃特性，满足工业生产与日常生活的需求，为人们更为合理高效的利用创造良好的条件。

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