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聚氨酯泡沫塑料(PUF)用阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-26 11:04:21
近年研发及生产的聚氨酯泡沫塑料(PUF)用阻燃剂(FR),它们大多为无卤型,且高效、 低雾值及低VOC(VolatileOrganicContent)值,顺应环保及阻燃法规日益严格的要求。

文中涉及的聚氨酯泡沫塑料(PUF)用阻燃剂有添加型及反应型齐聚磷酸酯、齐聚膦酸酯、磷酸酯,膦酸酯、磷-氮系反应型膦酸酯及很多新的复配阻燃系统。比较详细地叙述了一些五溴二苯醚(PeBDPO)禁用后问世的低烧芯聚氨酯泡沫塑料(PUF)用阻燃剂。此外,论文还讨论了PUF用FR当前面临的变化。

硬质及软质聚氨酯泡沫塑料(RPUF及FPUF)是卤-磷系阻燃剂(FR)的最大用户之一,其中主要是添加型的。目前用量最多的仍是含卤单磷酸酯中的三(β-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)及三(β,β′-二氯异丙基)磷酸酯(TDPP)]。

这是由于它们的原料来源丰富,制造和使用工艺成熟,价格较低,在聚氨酯泡沫塑料(PUF)中加入量适当时,就能满足用户对PUF阻燃性及其他综合性能的基本要求,也可通过雾值检验之故。

关于TCPP及TDPP对生态及人类健康的影响,欧盟正在评估[2],尚未发表最后 的报告。据已有的实验结果,以及从“代用品必须技术上成熟、经济上可行”的原则来看,作者估计,在一个比较长的时期内,TCPP及TDPP在很多应用范围,还将是暂时允许的。但在有些应用场所,则可能受到一定限制,总的用量也会有所减少。

当然,将TCPP及TDPP纳入减排计划势在必行,即必须尽量减少和控制它们向环境的排放,同时密切监测它们在环境中的滞留。 另一种含卤双磷酸酯,即2,2-二(氯甲基)- 1,3-亚丙基四(β-氯乙基)双磷酸酯,俗称V6,现在还在PUF中应用,其对生态环境及人类健康的影响也正在被欧盟评估。

V6面临的主要问题是尽量降低其中三(β-氯乙基)磷酸酯(TCEP)的含量。PUF中使用的其他卤-磷系、卤系、磷系、氮系 等FR的品种还很多,但它们的用量均比TCPP及 TDPP少。 从长远观点而言,FR的无卤化是发展趋势和人们追求的目标,所以对PUF用的一些含卤FR (包括TCPP、TDPP、V6)应审慎对待。




磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:无色透明液体,水分≤0.1,酸值≤0.1,色 度≤50,磷含量:9.4±0.5

退税:目前磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)退税为9%

原材料:以三氯氧磷和环氧氯丙烷为原料。

属于几类危险品:目前磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)属于普货出口。

磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)主要用于软硬聚氨酯泡沫,环氯树酯,聚本乙烯,醋酸纤维素,乙基纤维素树脂和酚醛塑料,及枪式泡沫填缝剂的生 产.特别推荐用刚性聚氨酯泡沫中具有优良的热导及水解稳定性,特别适用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不饱和树酯及酚醛塑料在低温时具有 低粘性.通常还与三氧二锑配合使用,以提高阻燃效率.

磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)是用于条状﹑快状泡沫生产中的火焰阻燃剂.它是一种成本低廉的火焰阻燃剂,且具有良好的稳定性.用于阻燃聚氨酯 泡沫塑料,不饱和聚酯,液态酚醛树脂,粘合剂等重要的阻燃性增塑剂。也可用在矿用运输带(特别是煤矿)、导风筒、电线电缆、蓬布、壁纸、人造革、卷布滚 等。在氰酸醚或聚醚与催化剂的混合物中的储存稳定性甚佳。


本文不讨论上述PUF中正在使用的FR,仅综述近年来已工业化生产用于PUF的新型FR。它们大多是无卤的,其中不少是齐聚物,具有高效、低 VOC(VolatileOrganicCompound,低挥发有机化合物)、低雾值的特点。

近年来,RPUF及FPUF用FR均面临一些重要变化:

(1)由于氯氟烃(CFC)发泡剂的禁用,戊烷类发泡剂(包括环戊烷、异戊烷、正戊烷及它们的混合物)正在PUF(特别是RPUF)中作为CFC的替代物使用。显然,戊烷类发泡剂比CFC的可燃性高,为了补偿新发泡剂的这一缺陷,需要增加PUF中的 FR用量,或者提高PUF的异氰酸酯指数,即在PUF中形成更多的异氰酸酯结构单元。因此,PUF期待更高效的FR。

(2)由于五溴二苯醚(PeBDPO)的禁用,需要开 发新的低烧芯的PUF用FR。几年前在市场上销售的PeBDPO与异丙基化三芳基磷酸酯混合的FR,用于FPUF时烧芯性较低,颇为用户欢迎,但自 2004年起,由于PeBDPO的禁用而停止生产。

(3)由于环保方面日益严格的要求,PUF厂商和用户都青睐无卤、低VOC、低雾值的FR。低聚型的或反应型的FR能很好地解决这个问题,且近年已有产品问世。

(4)新阻燃法规的出台。例如,在美国,床垫用 FPUF的CAL117试验标准现正在修订。如果修订 后的阻燃要求更高,则有可能影响床垫的阻燃途径,如采用耐燃内衬,而不是阻燃FPUF。聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚苯并咪唑织物及玻璃布等均可作为对床垫起阻燃作用的内衬等。

在各类聚氨酯制品中,聚氨酯泡沫塑料是最重要的一部分,它的主要特征是具有多孔性,因而相对密度小,比强度高。根据所用原料不同和配方变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料等几种;若按所用多元醇品种分类可分为聚酯型、聚醚型和蓖麻油型聚氨酯泡沫塑料等;若按其发泡方法分类有块状、模塑和喷涂聚氨酯泡沫塑料等类型。


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