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溴系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-22 11:42:36
溴系阻燃剂是卤素阻燃剂中最重要和最有效的一种﹐由于溴系阻燃剂具有阻燃效果好﹑添加量少﹑兼容性好﹑热稳定性能优异﹑对阻燃制品性能影响小﹑具有价格优势等优点﹐一直很受市场欢迎。

不过溴系阻燃剂也有严重的缺点,即降低了被阻燃材料的抗紫外线光稳定性,燃烧时生成较多的烟﹑腐蚀性气体和有毒气体。溴系阻燃剂一般与氧化锑并用﹐使得生烟量更高。

溴系阻燃剂阻燃机理

所有的高分子材料都具有可燃性﹐完全防火的树脂是没有的。可以通过加入阻燃剂可以使树脂获得阻燃性和自熄性。当树脂一旦离开火源后就会停止燃烧﹐叫做自熄。燃烧一般需要具备以下三个条件﹕1.可燃物质﹔2温度﹔3.氧气。只要缺少其中任何一个条件火就会熄灭。

溴系阻燃剂的阻燃作用主要是要气相中进行﹐其主要原因是溴系阻燃剂受热分解﹐生成HBr,而HBr能捕获传递燃烧链式反应的活性自由基(如OH.﹑O.﹑H.),生成活性较低的溴自由基,致使燃烧缓慢或终止.反应式如下: 

Br→Br.+R.   Br.+RCH3→HBr+RCH2.  HBr+H.→H2+Br.  HBr+O.→OH.+ Br.  HBr+OH.→H2O+ Br.

此外﹐HBr为密度大的气体﹐且难燃﹐它不仅能稀释空气中的氧﹐而且能覆盖于材料表面﹐排除空气﹐致使材料的燃烧速度或自熄。

就阻燃效率而言﹐脂肪族溴化物>脂环族溴化物>芳香族溴化物﹐而热稳定性恰恰相反。

当溴系阻燃剂与氧化锑并用时﹐具有明显的协同作用。



磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)

外观:纯净的磷酸三(2-氯乙基)酯为无色或淡黄色油状透明液体,具有淡奶油味。

折光率(n20D)1.4731

沸点194℃,闪点225℃

凝固点-64℃

分解温度240-280℃

粘度38-47厘泊(20℃)

磷含量10.8%

氯含量37.3%,与一般有机溶剂(如醇、酮、芳烃、氯仿等)相溶,不溶于脂肪族烃,几乎不溶于水、且水解稳定性良好,在碱性溶液中有少量分解,本品无明显腐蚀性。

磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)用途:

1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。

2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。

3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.


溴系阻燃剂主要品种

1.多溴二苯醚类  多溴二苯醚包括十溴二苯醚(DBOPO)﹑八溴二苯醚(ODPO)﹑五溴二苯醚(PBDPO),它们均为添加型阻燃剂。只有十溴二苯醚是单一的化合物﹐其它两者都是混合物。分子式分别是C12OBr10﹑C12H2OBr8﹑C12H5OBr5。十溴二苯醚

(DBOPO)是一种添加型阻燃剂﹐该产品具有极为优异的热稳定性熔点为304---309oC,溴含量为83.3%。

2.溴化邻苯二甲酸酯  代表产品DP-45﹐其阻燃效率高于氯化石蜡和磷酸酯﹐且发烟量低于磷酸酯

溴系阻燃剂(39568-99-5)使用方便,可在纺织品(聚酯、粘纤、混纺、棉、纯涤品)后处理中直接添加,在常温下完成全过程整理。是无公害新型纤维阻燃剂,与常规产品多溴二苯醚相比,本阻燃剂的加入,在高聚物热裂或燃烧时,无有毒的二苯并二嗯烷及多溴二苯并呋喃产生。

溴化聚苯乙烯依据其合成途径分别命名为溴化聚苯乙烯和聚溴化苯乙烯,从命名上可以看出溴化聚苯乙烯是通过对聚苯乙烯进行溴化来完成的;聚溴化苯乙烯是通过将苯乙烯首先进行烯键保护,然后进行溴化,再将烯键恢复,合成溴化苯乙烯,再次进行聚合完成的。从合成过程是否使用溶剂,又可以分为溶剂法和非溶剂法。由于溶剂法耗溴量少,所以人们通常采用溶剂法进行合成。

溴化之前所使用的聚苯乙烯,可以采用聚苯乙烯母粒,由这种原料生产出的产品,具有较浅的颜色;也可采用回收的聚苯乙烯塑料泡沫,通过将其溶解在二氯乙烷中,过滤去除杂质后,进行溴化,既起到环保作用,又降低了成本。整个合成过程主要反应涉及到溴化这一步,溴化可采用液溴在催化剂作用下溴化,也可采用先合成氯化溴,再进行溴化。

选用溴作为催化剂时,应使用适当的低温,并注意溴化氢的回收,适当选用活泼一点的过渡金属元素作为催化剂;采用氯化溴作为溴化剂时,应注意使用中等活性的催化剂,以控制反应速度。在两种合成方法中,都要注意避免脂肪碳的溴化问题,抑制自由基反应,否则会导致产品的热稳定性下降,影响产品性能。

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