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常用阻燃剂的阻燃机理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-1 11:45:47
本文具体地分析几种常用阻燃剂的阻燃机理。  

常用阻燃剂的阻燃机理之卤化物阻燃剂。卤化物阻燃剂的阻燃机理为气相机理。含卤阻燃剂受热分解产生卤离子;活泼的卤离子又通过反应生成HX;HX与OHH反应消耗氢根自由基后.使燃烧的连锁反应受到抑制,燃烧速度减慢,以致使火焰熄灭。由于含氯阻燃剂结合能比溴化物大,与OH反应速度慢,所以氯系阻燃剂阻燃效果不如溴系阻燃剂好。

常用阻燃剂的阻燃机理之磷系阻燃剂。磷系阻燃剂的阻燃机理是凝聚相机理。一般认为,有机磷系阻燃剂在固相和液相中均能发挥阻燃作用。在燃烧时,磷化合物先生成磷酸的非燃性液态膜,紧接着磷酸又进一步脱水生成偏磷酸,偏磷酸进而聚合成聚偏磷酸。在这个过程中,不仅磷酸生成的液态膜起覆盖作用,而且聚偏磷酸是强酸和强脱水剂,可使高分子材料脱水而炭化。这种炭膜隔绝了空气,从而使磷化物发挥了更好的阻燃作用。

三氧化二锑单独使用时没有阻燃效果,如与卤化物并用即有阻燃作用。这是因为三氧化二锑和卤素进行反应生成锑的卤化物和氧卤化物。在气相中燃烧时,锑的卤化物可使自由基反应中止.显示出阻燃效果。

铝的水合物在250℃以上受热分解时能生成氧化铝和水,稀释了火焰区气体浓度,同时每摩尔A1(OH)3要吸收热量1.9kJ,也起冷却作用。在各种铝的水合物中A1(OH)3吸热量最大,而且有利于形成炭化层,因而阻燃效果也最好。

常用阻燃剂的阻燃机理之环氧树脂阻燃技术的研究现状与应用。GIng—HoHBiue等人”对含磷/硅环氧树脂的阻燃性能作了研究,证明了磷/硅在提高环氧树脂阻燃性能和极限氧指数方面具有协同效应。在燃烧时磷提供形成炭化层的趋势,而硅则使炭化层的热稳定性得到提高,两者均表现出各自在阻燃方面的贡献。这种协同效应使环氧树脂的极限氧指数从26提高到36。另外,磷/硅在阻燃方面的协同效应还可以通过用硅氧烷代替硅烷而得到进一步的提高。氧指数可达到45。其机理主要在于连续地产生二氧化硅层使得炭化层的热氧化量减少。 


磷酸三苯酯tpp生产工艺

三氯氧磷直接法(热法)和三氯化磷间接法(冷法)。

(1)热法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,在不超过10℃以下,缓缓加入三氯氧磷,然后在回流湿度下反应3-4h,冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,用于燥硫酸钠脱水,过滤除硫酸钠,常压下蒸馏回收苯;减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分,经冷却、结晶、粉碎即得成品。

 ( 2 )冷法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,然后于40℃下滴加三氯化磷生成,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法:常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。


通常,卤素/三氧化二锑被证明能在环氧树脂的阻燃中起到很好的协同效应,但是燃烧时会产生大量的烟。xMxlaot6ng等学者“,研究发现,用MoO2来代替三氧化二锑可以有效地减少烟的产生,同时还可增强协同效应。他们以双酚A环氧树脂为研究对象,用甲基四氢化苯基氢化物作固化剂,2—乙基—4—甲基咪唑作为促进剂。

 芳香溴与氧化锑联合阻燃技术被广泛应用于环氧树脂阻燃体系。但是,该体系存在的主要问题在于产品燃烧时会产生大量的有毒和有腐蚀性的气体。基于这个问题,D.DeMel等人“利用二烷基(或芳基)磷对环氧树脂进行改性.研究结果表明,通过双酣A环氧丙基醚与二烷基(或芳基)磷进行化学合成,再以4,4’—二胺二苯基砜作为固化剂可以产生很好的阻燃效果,有效地克服了上述阻燃体系的弊病,氧指数最高可达到31。

 G126—HobIMe等人“对含磷环氧树脂的阻燃性能进行了研究。他们采用了2种含磷的二胺混合物:双—(4—苯胺基)—苯基氧化磷和双—(3—苯胺基)—苯基氧化磷作为固化剂e实验用环氧树脂是环氧828和环氧1510。

为了提高其磷成分的含量,双(环氧丙基)苯基氧化磷也被采用,这2种二胺固化剂对环氧树脂的阻燃方面的作用很相似。从热解质量分析(TGA)实验结果来看,所有的含磷环氧树脂的炭层产量都很高。实验结果表明、它们的极限氧指数可以达到33~51,具有很高的阻燃作用。 

有研究者用丙烯酸改性环氧树脂阻燃配方,用三氧化二锑与卤化物并用作阻燃剂。将各组分用三辊机混合均匀后,制成光固化阻焊剂油墨。用300目聚配网版将该油墨印刷在铜箔刻蚀的酪绝缘基材上,在80w高压水银灯照射下,以15cm距离、1000mJ/cm2光量使之固化,所制得阻焊剂膜经测试可达到UL—94V—0级阻燃标准。

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