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常见的阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-11 17:31:50
本文介绍一些常见的阻燃剂

一般的阻燃剂与基体树脂的相容性较差,影响了填加量及阻燃效果。为此,用带有功能基团的高分子化合物作为阻燃剂,能够起到与树脂相容性好,制品性能好,阻燃时效长等良好效果。

常见的阻燃剂中卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,在上世纪70 年代至80 年代中期,经历了一个快速发展的黄金时代。迄今为止,含卤阻燃剂高聚物材料,如聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡胶(CR)和由含卤有机阻燃剂阻燃的高聚材料,还在广泛的使用。目前,溴系阻燃剂是应用范围最广的阻燃剂之一,溴系阻燃剂的优点在于对复合材料的力学性能几乎没有影响。

根据阻燃机理,溴系阻燃剂能显著降低燃气中HBr的含量,而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好,即使在苛刻的条件下也无析出现象。其分解温度在200℃-300℃的范围内,与各种高聚物的分解温度相匹配,因此能起到良好的阻燃作用,具有添加量小、效果好的优点,并且溴系阻燃剂的性能和价格具有很大的优势。

虽然溴系阻燃材料显示了优越的阻燃性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。在崇尚“绿色”生活、和谐社会的现阶段,国内外对于溴系阻燃剂的争论从没有停息过,其焦点问题就是多溴二苯醚(PBDPO)在燃烧时是否会产生有毒、致癌的多溴代二苯并呋喃(PBDF)和多溴代二苯并二恶英(PBDD)。

但是,十溴二苯醚类阻燃剂经过中立机构的反复测试,结果表明这些产品都能通过严格的德国《二恶英条令》和美国环保局的相关规定,即没有产生PBDF 和PBDD 的危险。因此,十溴二苯醚类阻燃剂在欧美大部分国家依然畅销,被使用在多种高聚物之中。在我国使用的溴系阻燃剂中,十溴二苯醚的生产量年增速率最快,使用量也最大。

常见的阻燃剂中有机磷系阻燃剂是与卤系阻燃剂并重的有机阻燃剂,它品种多、用途广仅次于卤系阻燃剂。磷系阻燃剂中红磷应用较多,但其易吸潮、与树脂相容性差、易产生PH3 气体使被阻燃制品染色等缺点,使得红磷直接应用于聚合物阻燃受到极大限制。



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%.


和红磷等无机磷阻燃剂相比,有机磷阻燃剂对对聚合物的物理机械性能影响较小,并且和聚合物的相容性好。目前,有机磷阻燃剂和聚磷酸铵广泛应用于各种防火涂料中。有机磷阻燃剂通常具有阻燃增塑双重功能,可以替代卤系阻燃剂,使阻燃完全实现无卤化。

还可以改善塑料成型中的流动性能,抑制燃烧后的残余物,使产生的毒性气体和腐蚀性气体减少。因此,有机磷阻燃剂近年来倍受青睐。有机磷阻燃剂包括磷(膦)酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、含磷多元醇等,但应用最多的则是磷(膦)酸酯及其齐聚物。

聚磷酸铵,是当前我们应用较多的一种高分子磷系阻燃剂,广泛应用于各种防火涂料之中。聚磷酸铵属于膨胀型无卤阻燃剂,燃烧烟雾少,一般不产生有毒气体,加工时也不会腐蚀设备,而且由于膨胀作用制作的阻燃材料往往不燃烧时往往不产生滴落物,这个尤其对于聚烯烃类燃烧容易产生滴落物的树脂非常适用。

目前,市售的APP(包括高聚合度的)还没有完全克服其容易吸潮、不耐高温的缺点。就算对其进行改性制成膨胀型阻燃剂,即使应用在聚烯烃等加工温度比较低、工艺比较简单的材料中,也会有材料的可回收和耐热性方面的问题。

据报道,新近研制出的磷系无卤阻燃PC/ABS合金、无卤阻燃PA及无卤阻燃PC,由于价格较高,并且存在着耐热性较差、挥发性较大、相对分子质量小、恶化塑料的热变形温度等缺点而无法全面推广应用。

磷—氮系阻燃剂不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,故具有良好的阻燃性能。人们又称这类阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

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