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聚膦酸酯:聚碳酸酯的新型阻燃表亲

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通过类似于聚碳酸酯的缩聚工艺制备的新型热塑性塑料具有很高的透明度,固有的阻燃性,并具有与PC共聚以及与苯乙烯和聚酯形成合金的广阔潜力。 FRX Polymers Inc.是位于马萨诸塞州Chelmsford的Triton Systems Inc.成立两年的子公司,它开发了生产磷基单体并将其聚合成第一种商业化的聚膦酸酯(PPh)树脂的技术。 FRX是合格的PPh均聚物和共聚物,可熔融共混作为工程树脂中的聚合物阻燃添加剂,并在消费电子产品和其他市场中用作固有的阻燃透明塑料。

FRX的材料将与基于磷的非卤代阻燃添加剂竞争。这些包括BPA / DPP(双酚A /磷酸二苯酯)和RDP(间苯二酚二苯基磷酸酯),它们都是液体,其使用量正在迅速增长,特别是在 欧洲用于电视外壳。这类阻燃剂可用于透明热塑性塑料中,但它们需要添加PTFE以防止滴落,这会降低透明度。还有磷基阻燃母粒,适用于透明热塑性塑料,例如科莱恩母粒在PET或PBT载体中的新型CESA-Flam 5525 NH。 

(顺便说一下,最近在化学上与热固性塑料相似的是一种与FRX相似的低分子量低聚膦酸酯阻燃剂。它被称为Fyrol PMP,它来自以色列化学有限公司工业产品部的ICL-Supresta。用作环氧树脂的固化剂。)

 

第一热塑性PPH

PPh聚合物的专利文献可追溯到1948年,但由于强度低,Tg低和水解稳定性差而从未商业化。在1980年代,德国拜耳公司(Bayer AG)发现了一种制备具有更好性能的PPh的方法。但这是基于昂贵的原料,因此不经济。最终,拜耳放弃了开发计划。

拜耳拜耳全球塑料研发负责人数十年后&D,Dieter Freitag博士,于2000年从公司退休,他去了Triton公司担任顾问。&D公司专注于表演材料。在2003年,Freitag博士开始对PPh进行深入研究,并解决了许多过去的技术问题,此后Triton成立了FRX Polymers将该技术商业化。 FRX现在就单体,二苯基甲基膦酸酯(DPP)和PPh聚合物以及下游应用要求30项专利和专利申请。

FRX用DPP单体开发了PPh均聚物树脂FRX 100,它是透明的,具有固有的阻燃性,但在室温下易碎,因此可用于合金。 FRX 100本身的极限氧指数(LOI)为65%,据报道是所有树脂中最高的。 (刚性PVC的LOI为44%。)

FRX 100已在PET,PBT,PTT,共聚酯TPE和ABS中以相对较低的负载进行了测试,以测试其对阻燃性,MFI,HDT和机械性能的影响。例如,据报道,在玻璃填充的PBT中,FRX 100达到0.8 mm的UL 94V-0额定值和超过1500 F的灼热丝点火温度,同时保持高模量并显示出改进的缺口伊佐德耐冲击性,流动性和连续跟踪指数(CTI)。

FRX还开发了三种PPh / PC嵌段共聚物:具有20%PPh和80%PC的FRX CO 20,具有25%PPh的FRX CO 25和具有35%PPh的FRX CO 35。这些可以直接用作透明的阻燃模塑树脂。 FRX总裁兼首席执行官Marc Lebel说,FRX CO 35达到0.75 mm的UL 94V-0,这是其他透明塑料无法做到的。 PPh的流动性比PC高,因此该共聚物适用于薄壁应用。通常,共聚物中PC越多,LOI和MFR越低,Tg,HDT和耐冲击性就越高。

FRX 100均聚物的Tg为217至225F。由于PC嵌段,嵌段共聚物的Tg较高。对于FRX CO 20,Tg为286 F,而对于100%PC,Tg为295F。

FRX还正在测试其嵌段共聚物与ABS的共混物,以竞争消费类电子产品中用BPA / DPP阻燃的PC / ABS阻燃剂。"FRX CO 35与ABS的合金可提供1.5毫米的UL 94V-0额定值,同时还可将HDT提高40倍°C与市售FR PC / ABS," says Lebel. "此外,FRX CO 35不会像磷基液态FR添加剂一样随时间迁移出合金。"

"PPh应该与其他工程塑料具有成本竞争力,"FRX的Lebel说。由于生产PPh的过程与PC相似,因此FRX的商业计划是与PC制造商合作生产PPh均聚物和共聚物,FRX将在全球作为阻燃添加剂销售。 FRX已经与树脂公司达成了五项联合开发协议。

同时,FRX通过与德国Uhde Inventa-Fischer GmbH的合资企业,在瑞士投资了一个100万磅/年的半成品工厂。"半成品能力将用于将当前正在处理的应用程序商业化,"勒贝尔说。 FRX在切姆斯福德的3300磅/年的中试工厂每周工作五天,每天16小时,以提供测试数量,并售罄。

 

共聚物中FRX的性质& Alloys
属性FRX CO 35共聚FRX CO 35合金,带ABSFRX 100同盟含30%玻璃填充PBT的合金
拉伸强度,MPa 65(收益率)-100(断裂)
long龙@ 产量, %5--
long龙@休息,%110-1.6
拉伸模量,GPa2.82.312.5
柔性。模数,GPa2.8--
悬臂梁缺口冲击,J / m500--
缺口夏比冲击力,kJ / m2   
@室温-597
@ -30摄氏度-20-
落镖能量@ Break,kJ / m2-39-
HDT,C   
@ 0.455兆帕125--
@ 1.82兆帕115120-
维卡B,C-137-
UL 94V-0,毫米0.751.50.8

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