高性能硅包覆型抗滴落剂， 为塑料阻燃行业带来创新解决方案

塑料产品因其具有轻质、强度高、易加工等优点，在各个领域中都得到了广泛的应用。但是与金属和无机材料相比，塑料的可燃性高，必须对塑料制品进行阻燃改性处理，从源头上改善这一问题，以构筑可靠的防火安全体系。特别是在新能源行业蓬勃发展的趋势下，与电池部件、电子器件相关的塑料用量越来越大，高压条件下的塑料阻燃需求非常强烈。

塑料阻燃抗滴落的重要性

目前塑料制品的阻燃改性研究及应用已经证明，通过添加阻燃剂能够延缓燃烧和降低燃烧的强度。但是塑料制品在燃烧的过程中，除了自身燃烧外，其产生的滴落物引发的二次燃烧，是引起火灾蔓延的重要因素，这往往产生比塑料制品自身燃烧更加严重的后果。

绝大多数聚合物都具有熔融滴落的特性，如PE、PP、HIPS、PA、PC等树脂材料，而仅靠添加阻燃剂达到阻燃不滴落的效果，需要非常大的添加量，这对树脂的力学性能影响很大，因此还需要添加助剂阻止燃烧过程中聚合物的熔融滴落。抗滴落剂产品便是能够以较低的用量添加到热塑性塑料中，在阻燃配方中改善塑料抗滴落性能的特种塑料助剂。

抗滴落剂的种类

早期的抗滴落剂为氯化聚乙烯、硅橡胶等产品，由于存在环保、可操作性以及迁移等问题，逐渐被高分子量聚四氟乙烯（PTFE）所代替。PTFE在塑料加工过程中，在剪切力作用下具有纤维化的特性，在塑料的基体中形成贯穿的网络结构。而在受热的情况下，PTFE本身不燃烧，并且具有可收缩的特性，因此，其相互贯穿的纤维化网络结构能够收缩防止塑料滴落，从而增加了塑料的阻燃性能，同时PTFE还被证明在燃烧状态下可以和锑形成化合物促进气相阻燃，因此PTFE抗滴落剂成为市场的主流。

PTFE抗滴落剂分为三种类型，分别为乳液型、纯粉型和包覆型。作为使用最为广泛的类型，包覆型的抗滴落剂是为了使PTFE能更好地分散在基体树脂中，而在PTFE的外层包覆了一层材料。包覆型PTFE具有较好的分散性和易操作性，常温下不结团，注塑制件不起皱，黑白制品不易出现晶点，明显改善制品表面的光泽度，在要求制品表面光泽度的PC、PC/ABS、ABS和HIPS类材料中应用比例较高。由于良好的相容性，对树脂的力学性能影响也较小。

目前市场上较多采用SAN或PMMA材料进行包覆。SAN和PMMA包覆型抗滴落剂其结构是在PTFE的外层包覆了一层苯乙烯-丙烯腈（SAN）共聚物或聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等，包覆的聚合物材料能够有效地促进PTFE在PC、ABS、HIPS等基体树脂中的分散。对聚四氟乙烯的包覆方法主要有两种，一种是乳液共混包覆共凝聚，一种是原位聚合，即在乳液中PTFE微粒的表面进行原位聚合包覆。

SAN和PMMA包覆抗滴落剂目前在PC、ABS、HIPS等树脂中应用广泛，但仍存在一些缺陷，如对制品透明度的影响，并且由于包覆材料与PA、PP材料相容性较差，在这些树脂中的应用受到局限。另外，SAN和PMMA包覆抗滴落剂还会面临环保方面的问题，在燃烧过程中容易产生较大气味，安全环保性有所欠缺。

佳华精化®高性能硅包覆型抗滴落剂

佳华精化®高性能硅包覆型抗滴落剂Javachem ®AD是将硅氧烷作为外壳包覆在PTFE外，利用有机硅的特性，增强PTFE在树脂中的分散并且有着以下的特点和优势：

Javachem ®AD添加量更低

SAN包覆抗滴落剂和PMMA包覆抗滴落剂为了达到包覆和分散的效果，包覆材料与PTFE的比例基本为50%比50%，由于有机硅分散较好，包覆层可以更薄，因此产品里PTFE含量更高，可以达到80%甚至更高，由此添加量可以比现有包覆型抗滴落剂更低。

我们用PC聚碳酸酯粒子的实验为例，为了达到V0不滴落，SAN包覆型抗滴落剂需要添加0.5%，而Javachem®AD硅包覆型抗滴落剂只需要添加0.3%，不仅减少了对树脂的影响，而且可以降低成本。

Javachem ®AD阻燃协同性更好

SAN和PMMA材料在氧指数上低于PC，与PP接近，属于易燃材料，因此对阻燃来说没有协同作用，而有机硅的氧指数可以高达38，属于难燃材料，因此硅包覆型抗滴落剂可以提高体系的氧指数，体现阻燃协同作用。

Jvachem ®AD 热稳定性更好

由于硅包覆材料的热稳定性更高， Javachem®AD的热稳定性优于SAN包覆型抗滴落剂。从热失重曲线中可以看到，SAN包覆抗滴落剂的耐温约300℃左右，而硅包覆型抗滴落剂的耐温达到了330℃，热失重曲线中的台阶也显示了硅包覆型抗滴落剂中PTFE含量更高，达到80%。

Javachem ®AD 更好的加工过程

抗滴落剂发挥作用是通过PTFE在加工剪切时形成纤维化交联网状结构，在燃烧时这个网状结构可以弹性回缩，从而减少或消除滴落，因此需要超高分子量PTFE，基本达到四五百万以上，而PTFE的分子量越高，加工时PTFE取向越严重，就越容易出现分散不良，样条或粒子里出现白色的PTFE絮线，而且在树脂加工时容易出现出口膨胀现象。由于硅包覆可以强化分散，有利于消除PTFE粘连，且由于硅的润滑作用，在挤出或成型中不会产生很大的PTFE取向，消除出口膨胀，从而有利于加工。

Javachem ®AD更安全，兼容性更好

从包覆材料的环保安全性上考虑，硅包覆材料相对PMMA的单体（甲基丙烯酸甲酯）和SAN的单体（苯乙烯、丙烯腈）更加安全、低气味。同时，有机硅的分散作用使得其与各类树脂都能很好的兼容，不需要针对不同树脂选择相应的包覆材料。

作者：明亮博士，浙江佳华精化股份有限公司

来源：荣格-《国际塑料商情》

原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。