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FR-816 高分子量 NOR-HALS 无卤阻燃剂

Tiangang® FR-816 高分子量 NOR-HALS 无卤阻燃剂

高分子量 NOR-HALS 型无卤阻燃剂(固体)· 阻燃 / 光稳定 / 长期热稳定 三效同源

面向聚丙烯 / 聚乙烯薄制品的添加型无卤阻燃方案 —— 与 FS® NOR 116 处在同一个市场位置,高分子量 NOR-HALS 结构带来更宽的加工窗口与更低的抽出性。

一、PP 制品既要阻燃又要耐候,行业做法通常把两件事拆开

现场反复出现的结果是:阻燃达标了,耐候塌了。

含溴阻燃剂(如十溴二苯乙烷)在加工热或光照条件下会释放 HBr / Br⁻;磷系阻燃剂(磷酸酯类)降解同样产生磷酸类酸性产物。这些酸性物质会把碱性氮质子化,N-H 型受阻胺(HALS 944 一类)随即失活,自由基捕获循环中断,制品开始发脆、褪色。

常规解法是在配方层面补偿:换成低碱性 HALS、加酸吸收剂、调整加料顺序。这些做法有效,但都属于补偿 —— 阻燃剂与光稳定剂仍是两条互不相干的逻辑,酸碱平衡要反复调,而含卤路线在出口合规上持续承压。

FR-816 走的是另一条路:让阻燃功能本身不再输出酸性副产物。

二、NOR 路线:把阻燃与光稳定放进同一个分子

NOR(N-烷氧基受阻胺,N-alkoxy hindered amine,行业内也称 NOR-HAS)在同一分子上同时承担两个角色:

  • 光稳定角色 —— 氮原子上的烷氧基降低了孤对电子的给电子能力,碱性显著低于常规 N-H 型受阻胺(公开文献报道 pKa 约 4,常规 NH-HALS 约 9.5)。
  • 阻燃角色 —— 受热时 N–O 键优先断裂,生成高活性自由基,把基材带离火焰区。
  • 由此得到的结果 —— 阻燃功能不再产生酸性副产物,从源头消除对光稳定剂的消耗。配方里不需要再在两套逻辑之间做酸碱平衡。
NOR 无卤阻燃机理:自由基发生 → 基材撤离火焰 + 气相捕获 FR-816 分子 N O–R N–O 键 N-alkoxy hindered amine 受热 · N–O 键优先断裂 R₂N• 氨氧自由基 R₂NO• 氮氧自由基 R–O• 烷氧自由基 凝聚相 · 让基材退出燃烧 自由基引发聚丙烯主链断裂,分子量骤降 熔体黏度下降,材料以熔滴形式离开火焰区 并带走热量 气相 · 中断链式燃烧 自由基进入火焰区,捕获 H·、OH·、CH₃• 等链增长自由基,气相燃烧反应被终止 协效作用 与含卤阻燃剂共用时促进 HBr 提前释放,可降低阻燃剂总用量并取消三氧化二锑; 与磷系或膨胀体系共用时可改善成炭与释气节奏。

三、阻燃是怎么发生的

FR-816 属于自由基发生剂类阻燃剂。它的作用路径与常见的成炭型阻燃剂不同,在薄截面试制品上效率最突出:

  • 自由基发生 —— N–O 键优先热解,生成氨氧自由基、氮氧自由基与烷氧自由基。
  • 凝聚相 —— 让基材退出燃烧 —— 自由基引发聚丙烯主链快速断裂,分子量骤降、熔体黏度下降,材料以熔滴形式离开火焰区并带走热量。这是纤维、薄膜、扁带这类高比表面制品阻燃效率高的主要原因。
  • 气相 —— 中断链式燃烧 —— 自由基进入火焰区,捕获 H·、OH·、CH₃· 等链增长自由基,终止气相燃烧反应。
  • 协效 —— 与含卤阻燃剂共用时促进 HBr 提前释放,可降低阻燃剂总用量并取消三氧化二锑;与磷系或膨胀体系共用时可改善成炭与释气节奏。

四、FR-816 的四个结构性特征

① 三效同源,一支顶三支
阻燃、光稳定、长期热稳定来自同一个分子。客户在配方层面不再需要在“阻燃剂 + 光稳定剂”两套逻辑之间做取舍,这在行业里是稀缺能力。
② 低碱性,不与酸性环境与常规 HALS 相互消耗
N-OR 结构在酸雨、农药残留、含卤阻燃剂降解产物、填充橡胶产酸等环境中保持活性,可与常规 HALS 并用,不因环境酸化而提前失活。
③ 高分子量固体,低挥发、低迁移、低抽出
高分子量 NOR-HALS 结构带来更低的挥发性与迁移量,适合长期户外暴露的薄制品;固体颗粒形态便于计量与分散。
④ 熔融加工,相容性好
可熔融加工,不降低基材的力学性能与外观;透明 PP 制品仍可保持透明。加工温度上限以 FR-816 正式 TDS 为准。

五、与 FS® NOR 116 的位置对标

下表左侧为 FR-816 的结构性特征,右侧为对标产品公开资料中可核对的数据。FR-816 的具体数值以天罡正式 TDS / COA 为准,标“待核实”处请向业务代表索取。

维度Tiangang® FR-816对标产品 FS® NOR 116(公开资料)
化学类型高分子量 NOR-HALS(N-烷氧基受阻胺)单体 NOR-HAS(三嗪衍生物),CAS 191680-81-6
形态固体颗粒米白色颗粒
阻燃与稳定机理NOR 自由基发生 + 低碱性受阻胺同属 NOR 路线
与常规 HALS 的相互作用不发生质子化消耗,可与常规 HALS 并用公开资料:低碱性,不与 HALS 相互作用
挥发性与抽出高分子量结构,低挥发、低迁移、低抽出熔程 108–123 ℃;水中溶解度 <40 ppb;蒸气压(20 ℃)1×10⁻⁴ Pa
加工温度上限以 FR-816 正式 TDS 为准公开资料:加工温度不高于 250 ℃
参考添加量以最终制品实测为准公开资料:PO 纤维与无纺布 0.5–1.5%;PO 薄膜与扁带 0.5–1.5%
适用制品PP / PE 纤维、无纺布、扁带、薄膜与片材公开资料列明:聚烯烃纤维、无纺布、薄膜
公开达标标准以最终制品测试为准公开资料:FMVSS 302、DIN 4102 B2、UL 94 VTM、NFPA 701
注册状态以我司最新产品声明为准pinfa 登记:REACH 注册年份 2012;无 GHS 危险性分类

对标产品公开资料出处:BASF Flamestab® NOR 116 技术资料(TI/EVF 1033 e,2015 年 9 月版)与 pinfa 物质登记记录。上述数据用于理解该化学路线的性能边界与验证口径,不代表 FR-816 的实测值。

六、应用领域

FR-816 的主场是聚烯烃薄截面制品:比表面积大、散热快,熔滴撤离机制与低添加量阻燃在这里效率最高。

  • PP / PE 纤维、熔纺与纺粘无纺布、医用与卫材无纺布
  • 扁带(胶带、扁丝)、编织布、遮阳网与建筑用纺织品
  • 透明 PP 薄膜、BOPP、薄膜与片材
  • 人造草坪草丝、户外座椅与体育设施
  • 农用无纺布、园艺与建筑用纺织品
聚丙烯无纺布与纤维生产场景
PP / PE 纤维与无纺布:低添加量即可建立阻燃等级,是 NOR 路线效率最高的场景之一。
建筑施工用遮阳网场景
遮阳网与建筑用纺织品:阻燃与耐候来自同一分子,配方无需再做酸碱平衡。

七、选型与验证

NOR 路线的添加量高度依赖制品本身。下表是需要在最终结构上验证的项目:

验证项目常见参考标准FR-816 适用的典型场景
水平燃烧 / 表面燃烧MVSS 302 · FMVSS 302汽车内饰、遮阳网、帐篷与篷布类薄制品
建筑材料燃烧性能DIN 4102 B2 · GB 8624建筑用纺织品、遮阳网、装修与隔构材料
纺织品火焰传播NFPA 701无纺布、帘幕、装饰织物、床上用品
薄材料 UL 94UL 94 VTM / VTM-2薄膜、扁带、片材

试验设计上有四个变量决定最终结果:制品厚度、取向度(牵伸比)、结构形式(共挤 / 无纺 / 机织)与加工条件。这四项一旦变化,同一添加量对应的阻燃表现也会变化,因此添加量需要在最终结构上实测确定,而不是照搬经验值。

复配方面,FR-816 可与天罡的聚合型 HALS(HS-625、HS-944)、紫外吸收剂(UV-326、UV-234)搭配使用:NOR 负责阻燃与耐候,HALS 补足长期光稳定,紫外吸收剂负责浅色制品的色牢度。具体配方可与我们的技术团队一起确定。

八、适用边界

  • 薄制品是主场 —— NOR 路线依靠熔滴撤离发挥作用。公开文献指出,含 NOR 的注塑件配方因存在燃烧滴落,通常只能达到 UL 94 V-2 而非 V-0;厚壁结构件需要配合膨胀体系或次膦酸盐。
  • 不适合不允许滴落的场合 —— 阻燃机理的一部分就是熔滴带走热量,该机制与“不允许燃烧滴落”的要求本身存在冲突。
  • 加工温度需核对 —— 聚丙烯纺丝工艺区间常在 230–260 ℃,与产品的加工温度上限是否匹配,需以正式 TDS 为准。
  • 基材范围 —— 面向聚烯烃基材;工程塑料等其他基材需要单独评估。
  • 页面数据不替代测试 —— 本页所列对标数据来自公开资料整理,不替代最终制品的阻燃与耐候测试。

九、索取样品与技术沟通

索取样品 / TDS / SDS / 阻燃配方建议

FR-816 的完整技术数据表、安全数据表,以及针对您具体制品的阻燃与耐候配方建议,请联系天罡业务代表获取。我们可配合完成目标标准的验证测试。

电话:400-094-4362 | 联系我们 →

常见问题

FR-816 和 FR-810A 的区别?

FR-810A 是聚合型无卤阻燃剂体系,FR-816 是高分子量 NOR-HALS 型无卤阻燃剂(固体),面向薄截面制品如纤维、无纺布、扁带与薄膜。选哪个先看制品形态与截面厚度。

为什么薄截面制品要单独有牌号?

薄截面单位体积的比表面积大,助剂迁移与挥发的路径短,同时阻燃与耐候都要在很低的添加量下实现。分子量足够高、迁移倾向低的品种才有意义。

加工温度怎么定?

以最终制品实测为准。薄截面制品的加工窗口通常比厚件更窄,建议先在目标产线上做小批验证再放量。

本文所述参数与用法基于天罡的公开技术资料与行业通行做法。具体配方请以随货 COA 与双方确认的技术协议为准。

相关资质

  • 国家级高新技术企业
  • 中国塑料加工工业协会,副理事长单位
  • 中国农用塑料应用技术学会农塑制品分会,副会长单位
  • 全国塑料标准化技术委员会 老化方法分会,委
  • 美国塑料工业协会SPI,会员单位