塑膠材料(阻燃劑)无卤要求2014年3月17 刘文涛塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求課程內容:1) 塑膠的構成成分及主要助劑2) 塑膠阻燃劑機理及種類3) 業界無鹵要求說明4) 鹵素的檢測Halon塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠的構成成分及主要助劑 塑膠的構成成分:塑膠由塑膠原料加各種功能助劑配比而成塑膠主要助劑項目類別主要成分備注增塑剂邻苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、 烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蜡等，柔软性助剂热稳定剂盐基性铅盐类、金属 皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧 化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂多用于聚氯乙烯, 氯乙烯共聚物加工 改性剂丙烯酸酯类共聚物(ACR)多用于硬质PVC抗冲击 改性剂聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯 共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯丁二烯苯 乙烯共聚物(MBS)、乙烯乙烯基醋酸酯共聚物(EVA)和丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)等多用于硬质PVC, 形成多種塑膠混合體阻燃剂含無機和有機阻燃劑 抗氧剂芳胺类化合物和受阻酚类化合物,硫代二羧酸酯类和亚磷酸酯化合物 及芳基苯并呋喃酮类化合物、双酚单丙烯酸酯类化合物、受阻胺 类化合物和羟胺类化合物抑制聚合物树脂热 氧化降解塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠主要助劑 (續表) 項目類別主要成分備注光稳定剂炭黑、氧化锌,二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合 物、取代丙烯腈类化合物和三嗪类化合物及镍的络合物提高塑料制品 耐候性填充增强 体系助剂玻璃纤维、碳纤维、金属晶须包含碳酸钙、滑石粉、陶土、云母粉、 二氧化硅、硫酸钙、粉煤灰、红泥以及木粉和纤维素等物理机械性能, 降低成本 抗静电剂季铵盐类阳离子表面活性剂，烷基磺酸盐类阴离子表面活性剂，烷醇胺、 烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂降低表面电阻 消除静电 润滑剂 脱模剂烃类(如聚乙烯蜡、石蜡等)、脂肪酸类、脂肪醇类、脂肪酸皂类、 脂肪酸酯类和脂肪酰胺类及硅油等改善粒子摩擦, 成型流动性和 脱模性 分散剂烃类(石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等)、脂肪酸皂类、脂肪散酯类 和 脂肪酰胺类促进各种辅助 材料在树脂中 均匀分散的助剂发泡剂物理類氟氯烃(如氟里昂)、低烷烃 (如戊烷)和压缩气体及無機類碳酸盐类 如碳酸钠、碳酸氢铵等)、亚硝酸盐类和硼氢化合物,有機類: 偶氮类化合物、N亚硝基类化合物和磺酰肼类化合物等释放气体获得 具有微孔结构 的聚合物 防霉剂有机金属化合物(如有机汞、有机锡、有机铜、有机砷等)、含氮有机化合 物、含硫有机化合物、含卤有机化合物和酚类衍生物等抑制霉菌等 微生物生长塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠阻燃劑機理塑膠由有機物組成,受熱產生分解,具有可燃性,為防止燃 燒及離火后自動熄滅,加入阻燃劑,及作用機理是:塑膠阻燃對比圖1) 冷却效应: 吸收熱量,降低溫度 2) 隔絕效應: 产生不燃性气体或泡沫层,隔離氧氣 3) 消除自由基效应:消除裂解或热解产生的自由基(碳化)阻止可燃气体產生 4) 稀释效应: 產生惰性氣體,稀釋氧氣濃度 塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠阻燃劑種類無機阻燃劑有機阻燃劑添加型阻燃劑反應型阻燃劑多用于熱熔性塑膠多用于熱固性塑膠化學結構塑 膠 阻 燃 劑結合方式無機銻化合物 無機硼化合物 無機磷化合物 無機氫氧化物 Sb2O3, Sb2O5等有機鹵系阻燃劑 有機磷系阻燃劑 氫氧化鋁和氫氧化鎂 有機氮系阻燃劑 硼酸鋅或其他硼酸鹽等紅磷,磷酸銨鹽,聚磷酸銨 氯系,溴系PBB,PBDE有機物有磷酸三苯酯,磷酸三甲苯酯,磷 酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯, 丁苯系磷酸酯 三聚氰胺鹽類(三聚氰胺氰尿酸和 三聚氰胺磷酸酯) 塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠產品常見含鹵阻燃劑：一）氯系阻燃劑：1） 氯化石蠟：多用于200度以下加工溫度的塑膠如:PVC,PE 2）敵可燃 :双(六氯环戊二烯)环辛烷,多用于尼龍阻燃劑3）四氯邻苯二甲酸酐 4) 磷酸三(2-氯丙基)酯 TCP及異構體(TCPP /TDCP/TCEP)二） 溴系阻燃劑：1） PBB多溴聯苯,PBDE多溴聯(二)苯醚2) 四溴双酚A:TBBA /八溴醚:四溴双酚A双(2，3-二溴丙基醚)應用于ABS/PC合金和PC，PET，PBT等 3) 十溴二苯乙烷 用于高溫高粘特性工程塑膠(如PA)4) 溴化聚苯乙烯:應用在PA、PBT、PET等熱塑性樹脂卤素(Halogen) 指在元素周期表中第A族元素，包含有1）氟(Fluorine) 2）氯(Chlorine) 3）溴(Bromine) 4）碘(Iodine) 5）砹(Astatine)其中砹（At)為人工合成放射性元素, 通常所說的鹵素為: 氟(Fluorine),氯(Chlorine),溴(Bromine), 碘(Iodine) 4種。塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求含鹵素產品的危害電子用料、塑膠產品主要添加含鹵化合物之物質/種類：鹵素類阻燃劑 、PVC、PFOA/PFOS 燃燒時，易產有害物質戴奧辛/呋喃，為環境荷爾蒙，可在生物體內累 積，影響體內正常荷爾蒙運作，造成健康危害。 燃燒時亦會產生酸性氣體(HCl)，影響呼吸系統及皮膚傷害。塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求限制要求IEC IPC JPCABr (ppm) 900 900 900Cl (ppm) 900 900 900 總鹵 (ppm) Br+Cl15001500*塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求電子業界無鹵要求規范:塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求業界無鹵要求的定義:目前客戶要求的無鹵(Halogen Free)多為:依 IEC 61249-2-21(2003) 規范,各均質材料(塑膠料)中:總氯(Cl) 最大不高于900ppm; 總溴(Br)最大不高于900ppm;總氯和溴(Cl+Br)最大不高于1500ppm;業界的現在努力方向是:逐步禁用含溴(Br)阻燃劑及PVC材料 氟F(Fluorine),碘I(Iodine) and砹At(Astatine) 並未在無鹵業界定義中無鹵和其它環保適用標準的關系無鹵要求現有的環保標準(如SONY標準)無法包含,呈現交叉重疊但非完全包含關系EU規範PBB/PBDE， Pb,Cd,Cr6+,Hg除外SONY規範無鹵規範 不含ClCl與BrBr PCB/PCT PVC,SCCP, PCN,CFC，PFOA/PFOS)TBTs,TPTs,DecaBDE, TBBPA,RoHS規範塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求 常用工程塑膠的無鹵風險等級日用品塑膠工程塑膠超級 工程塑膠無定形塑膠結晶型塑膠塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求 常用塑膠的無鹵的替代方案塑膠產品無鹵阻燃劑： 一）磷氮膨脹型阻燃劑(IFR) 二) 磷系阻燃劑:三聚氰胺鹽類 三) 無機阻燃劑: 氫氧化鋁,氫氧化鎂、硼酸鹽化合物和鉬系化合物 四) 可膨脹石墨 五) 有機矽* BS EN 14582 (2007) 業界推薦測試方式在密閉系統中氧化燃燒,可測試分析鹵素及硫含量- method -Calorimetric bomb method -Annex. Schoniger flask combustion method* IEC 61189-2 此方法適用于電子材料,PCB板或其他內部機構件及裝配件part 2 TEST 2-C 12 測試方法適用于內部機構件 * JPCA-ES-01-2003 此方式適用于測量無鹵材料* IPC TM-650 (Number 2.3.41) 此方式適用于測量原材料中的總鹵素含量鹵素測試參考方法塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求鹵素測試設備(硬件要求)塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求THE END THANK FOR YOURATTENTION塑膠材料(阻燃劑)無鹵要求