阻燃性工程塑料

阻燃性工程塑料

随着高分子合成以及加工技术的不断进步，工程塑料已经渗透到人们生产生活的各个领域。在多种应用场合，塑料的阻燃性对材料的应用来说是一个重要的性能指标，而一些塑料添加剂，如含卤阻燃剂由于有可能对环境和人类健康具有潜在的危害，因此为解决这一矛盾，一些工程塑料的用户放弃了应用这些塑料添加剂，转而选用那些本身就具有阻燃性能的工程塑料。

阻燃性工程塑料

具有阻燃性的聚合物通常也具有其他一些优良性能，例如强度、尺寸稳定性、耐化学品性和耐磨性等等，但是这些材料通常比那些不具备阻燃性的材料更昂贵，

阻燃性工程塑料

PEEK

PEEK是一种线性芳香型半结晶聚合物，使用温度为260℃。PEEK的阻燃性经过实验室的UL94检测，该测试包括了垂直燃烧速率的测试和自熄时间的测试。据PEEK供应商威克斯公司提供的资料表明，一个未添加任何助剂的1.45mm的样条其燃烧速率为V-0级，这是最高的阻燃级别。在燃烧过程中，烟以及有毒气体的排放量都极低。另外，PEEK对于化学品、热水和热蒸汽都有极高的耐受性。PEEK能够通过传统的技术如注射成型、挤出和压缩成型等进行加工。

PEEK通常与其他聚合物共混并添加玻纤或碳纤维等，一般应用在汽车、飞机、医药、电子、化学工业上。目前，有很多汽车部件采用PEEK树脂来制造，例如：齿轮、轴承等。在化学流程工业中，许多泵和阀都是用PEEK 制造的，油井设备、半导体也经常见到PEEK树脂的身影。

PEI

PEI是一种无定型聚合物，连续使用温度达到180℃，对于烃类、含卤溶剂、水以及汽车液体具有很强的耐受性，其玻璃化转变温度为217℃。据PEI供应商GE公司提供的数据，0.25mm的样条火焰燃烧速率经UL 94检测为V-0级，并具有较低的烟排放量，能够耐受多种化学物质，具有较高的强度、模量以及高温抗蠕变性。PEI树脂有非增强级别和增强级别两种。典型的填料有碳纤维、玻璃纤维和某些矿物质。

在汽车零部件的制造中，PEI可以代替金属制造风门、传感器、空气调节器、点火系统零部件以及传动系统配件。PEI的阻燃性以及低发烟量和低有毒气体排放也使这种材料应用在航空航天器上，例如气体和燃料阀门、方向盘、内装饰表面、食品托盘等。采用PEI材料制造的电子照明部件如连接器、反射镜也是为了发挥该聚合物阻燃性的优势。

PEI可以采用标准的注射成型加工方法进行加工，所制得的部件壁厚可以达到0.25mm。在加工之前，PEI应在140℃~150℃下干燥数小时。

PPS

PPS是一种半结晶聚合物，其分子结构是由硫原子和苯环交替连接而成，这种结构赋予了PPS树脂更高的热稳定性和化学稳定性。PPS树脂的使用温度为200℃，在燃烧过程中有焦化的趋势，这有利于阻止火焰的蔓延。

1.5mm厚的PPS样条的阻燃级别为UL 94 V-0级。大多数PPS树脂通过添加玻纤和矿物填料制成部件。PPS具有很高的模量、抗蠕变性以及耐化学品性，能够进行精密成型制造公差要求较高的部件。

利用PPS的阻燃性及高热阻性能，在汽车工业中，PPS通常制造引擎内部零部件、刹车系统部件、需要耐受高温的电子系统部件。在工业设备中，PPS通常用在高温和有化学品腐蚀的使用环境中。也有一些要求较高的电子设备外壳使用PPS来制造，例如PPS经常用在连接器和插座中。另外，一些办公设备、光学器件以及一些日常用品也经常用到PPS来代替金属和热固性塑料。

含硫树脂

PPSU和PES是一类含有硫元素的阻燃材料。除了阻燃性的优点以外，PPSU具有不同寻常的抗水解性、高热变形温度、极强的抗环境应力开裂性能以及良好的电绝缘性能。一般PPSU用在医疗设备、食品托盘、手术器械以及航天器的某些零部件上。

PES的热变形温度达到204℃，并且具有良好的耐化学品性。尽管没有PPSU那样强韧，然而PES却也没有PPUS那样昂贵。典型的商品级PES其0.8mm样条的阻燃级别为UL 94 V－0级。通常PES应用在汽车熔断器、膜、电力设备、静电耗散设备、炊具、光反射器等部件上。PES的透明性在很多方面都具有更突出的优势。

PVDF

除了具有阻燃性，PVDF还具有极强的刚性、抗磨性、抗腐蚀性、化学稳定性以及良好的耐候性。在149℃时，PVDF仍然能够保持机械性能。PVDF能够制成型材、片材、管材以及膜等，一般用在化学储藏和加工设备、流体处理、半导体设备上。汽车、建筑、电子等领域也经常会用到PVDF材料。

LCP

LCP是一种半结晶聚酯树脂，其刚性棒状分子按熔体流动方向排列。LCP 具有很高的刚性，在高温下仍然具有良好的尺寸稳定性、抗蠕变性和低的热膨胀系数。商业级别的LCP树脂的阻燃级别为UL94 V-0级，热变形温度为300℃，伸长率为2.5%，并具有良好的耐化学品性和很高的电介质强度。

LCP可以用在电子连接器、熔断器支架、耐高温线轴、泵件等。微波炉、炊具、移动电话、点火系统零部件、化工设备、医疗器械、办公设备、飞机零部件等也经常会用到LCP树脂。

编辑本段塑料添加剂对制品阻燃性的影响

几乎所有无机添加剂都会提高复合材料的阻燃性能；而有机添加剂只有少部分有阻燃功能，大部分不但没有，反而会助燃。

无机阻燃材料

目前常用品种有以下几种：

①三氧化二锑。必须与有机阻燃材料协同使用。

②氢氧化镁、氢氧化铝。可分别单独使用，但加入量大，往往与树脂用量相当。

③无机磷类。常用红磷及硫酸盐，纯红磷在使用前最后经过微化处理，可单用和并用，磷酸盐有磷酸铵、硝酸铵等。

④硼类阻燃材料。常用水合硼酸锌，一般与其他阻燃材料协同使用。

其他金属化合物，如金属铝化物、金属铁化物等，主要用于硝烟。

⑤金属卤化物。如各类卤化娣类。

有机阻燃材料

日常常用品种有以下几种

①有机卤化物。主要为溴化物，常用的有，十溴联苯酸（DBDPO）、四溴双酚A（TBBPA）、溴化聚苯乙烯（BPS）等。氯化物只有氯化石蜡合氯化聚乙烯获得应用。卤化物常与三氧化二锑或磷化物协同使用。

②有机磷化物。可分为无机磷合卤代磷两类。无卤磷主要为磷酸类如三苯（TPP）等。无卤磷需与卤化磷协同加入。卤代磷的分子内同时含有磷和卤两种元素，具有分子内协同作用，因而可单独使用，常用品种如三氯乙烯（TECP）等。

③氮系。主要品种有三聚氮氨等，常用于PA和PU中，并与磷类阻燃剂协同使用。