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氮系型阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-8 16:30:03
本文介绍氮系型阻燃剂

氮系型阻燃剂高效且本身及其分解产物低毒,成为当今阻燃剂的发展方向。

文中概述了氮系型阻燃剂的特点、分类及其阻燃机理,归纳了该阻燃体系在环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚乙烯和聚氨酯等体系中的应用概况,并指出了今后的发展方向。

传统卤素类阻燃材料如含溴材料具有很高的阻燃性,是目前使用最多的阻燃材料。1985年发现在燃烧含溴材料时会产生有害物质-二恶英化合物。更深入的研究证明燃烧含溴材料时会产生溴化二苯并二恶英、多溴二苯并呋喃等物质。它可以在卤素配位位置上分解出数种强毒性化合物,这些化合物损害皮肤和肝脏,导致人体畸形并有致癌作用。其他卤素阻燃材料燃烧也放出有毒气体而面临被严格禁止使用的挑战。而无机非卤阻燃剂在阻燃的同时,因为用量较大会给材料的力学性能带来不利的影响。

因而人们把目光转向了另一种新型的阻燃剂———氮系型阻燃剂。氮系型阻燃剂的特点分类及阻燃机理。氮系型阻燃剂是1种新型高效的阻燃剂,近年来,在国内外受到了广泛的研究和重视。

氮系型阻燃剂的特点。研究表明氮系型阻燃剂具有以下优点:

1)毒性小。生物实验表明,对达到同样阻燃性能的材料所需的卤系阻燃剂的毒性指数是氮系型阻燃剂的5倍,且用氮系型阻燃剂处理的高分子材料发 烟量低,仅次于金属类无机阻燃填料,特别是火灾前期的烟密度小,给人以逃生的机会,便于火灾前期的扑救工作。

2)阻燃效率高。通过对卤化物、金属氧化物、磷酸盐类阻燃剂、无机水合物、羟基化合物、硼化物、硅酸盐、碳酸酯化合物、含氮化合物的点燃时间和放热速率的测试表明,氮系型阻燃剂的效率是最高的。



中文名称:磷酸三(2-氯乙基)酯,三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)

英文名称:Tris(2-chloroethyl) phosphate

中文别名:三氯乙基磷酸酯阻燃增塑剂;;磷酸三(β-氯乙酯);2-氯乙基磷酸双(2-氯乙基)酯;三(β-氯乙基)磷酸酯;磷酸三(2-氯乙基)酯;TCEP;磷酸三氯乙酯

CAS RN:115-96-8

EINECS号:204-118-5

分 子 式:C6H12Cl3O4P

分 子 量:285.4898

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%.


3)腐蚀性很小。含氮化合物在燃烧时产生的气体腐蚀性很小,不会对电气产品产生很大的腐蚀作用。实验表明,氮系阻燃处理的电导线或电器件在着火后能继续使用。

4)与材料中的光稳定剂无冲突。氮系型阻燃剂不存在像卤化物那样容易生成自由基的基团,因而不会消耗某些材料中的光稳定剂。

5)热分解温度较高。不必担心材料在加工时使阻燃剂分解,而导致阻燃失效。材料经多效挤出机挤出仍能保持良好力学性能和阻燃性。

6)对环境友好。废弃物不会造成环境污染。

氮系型阻燃剂的阻燃机理。通常认为氮系型阻燃剂受热分解后,易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性气体,不燃性气体的生成和阻燃剂分解吸热(包括一部分阻燃剂的升华吸热)带走大部分热量,极大地降低聚合物的表面温度。

不燃气体,如氮气,不仅起到了稀释空气中的氧气和高聚物受热分解产生可燃性气体的浓度的作用,还能与空气中氧气反应生成氮气、水及深度的氧化物,在消耗材料表面氧气的同时,达到良好的阻燃效果。

氮是一种化学元素,它的化学符号是N,它的原子序数是7。氮是空气中最多的元素,在自然界中存在十分广泛,在生物体内亦有极大作用,是组成氨基酸的基本元素之一。

氮在地壳中的含量很少,自然界中绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中,氮气占空气体积的百分之七十八。氮的最重要的矿物是硝酸盐。

氮在地壳中的重量百分比含量是0.0046%,总量约达到4×1012吨。动植物体中的蛋白质都含有氮。土壤中有硝酸盐,例如KNO?。氮的丰度1.8×10占16位。自然界的氮有两种同位素,分别为99.63%、0.365%。

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