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聚氨酯塑料泡沫阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-28 13:57:00
塑料应用领域不断扩大,但其可燃且发热量高,容易引燃,给人类带来了意想不到的危险和损失。因此从60年代后期,人们就开始注意并强调天然及合成材料的难燃性,聚氨酯塑料泡沫阻燃剂开始作为一类重要助剂首先在化纤、塑料工业中崛起。

自70年代,聚氨酯塑料泡沫阻燃剂开始迅速发展,消费量和品种急剧上升,每年大约以6%~8%的速度增长。在塑料行业众多的助剂中,聚氨酯塑料泡沫阻燃剂的消费量已成为仅次于增塑剂的大品种。

阻燃剂通常分为添加型和反应型。添加型阻燃剂多用于热塑性塑料中,是目前世界各国产量最大的阻燃剂,占阻燃剂总产量的90%。反应性阻燃剂多用于热固性塑料中。

阻燃剂按化学结构可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要有锑化合物、无机硼化合物、无机磷系阻燃剂、无机氢氧化物等。有机阻燃剂包括有机卤系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。

锑阻燃剂的开发锑产品价格高,发烟量大,而三氧化二锑是卤素阻燃剂必不可少的协同剂,因此对三氧化二锑颗粒细度要求越来越细,不仅可大大减少用量,提高阻燃性,而且发烟量也大大减少。现在的细度一般均在几个微米到0. 01μm。

超细高纯活性氧化锑,平均粒径0 .02μm,含量达99 .999%。nya coladp480是粒径小于0. 1μm的五氧化二锑,添加1%可在pp中起良好阻燃作用,且不会对pp的冲击强度,透明性等产生影响。

另外,采用三氧化二锑与氢氧化铝、硼酸锌、氟硼酸盐等复配,不仅可减少三氧化二锑的用量,而且发烟量也大为降低。总之,超细化、寻求锑代用品和减少发烟量是锑阻燃剂的开发热点。

溴系阻燃剂的开发溴系阻燃剂尽管发烟量大,但由于阻燃性能好,用量少,对产品性能影响小,因此在今后的相当长时间内仍为阻燃剂的主力。随着技术进步,国际上溴系阻燃剂发展的新特点是继续提高溴含量和增大分子量。



磷酸三苯酯(阻燃剂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。

磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)主要用途:用作硝化纤维、醋酸纤维膜的阻燃性增塑剂、聚氯乙烯的增塑剂、粘胶纤维中的樟脑不燃性代用品。



如pb-68,主要成分为溴化聚苯乙烯,分子量15000,含溴达68%。聚五溴苯酚基丙烯酸酯,含溴量达70 5%,分子量30000~80000。这些阻燃剂特别适合于各类工程塑料,在迁移性、相容性、热稳定性、阻燃性等方面均大大优于许多小分子阻燃剂,有可能成为今后的更新换代产品。

磷系阻燃剂的开发磷系阻燃剂大都是液体,主要用于pu、pvc等塑料中。小分子磷系阻燃剂的主要缺点是挥发性大、耐热性不高。目前正努力开发大分子量的化合物和齐聚物,卤化磷酸酯含有磷、溴、氯,具有很低的粘度,特别适合用于浇注制品和pu软泡塑料中。

具有阻燃和增塑、阻燃和交联的多功能化是磷系阻燃剂发展的另一个主要方面。阻燃增塑剂(特别是低温下增塑作用)主要用于pvc制品中,如国内生产的二异丙苯磷酸酯。阻燃交联剂是一些具有反应活性的含磷多元醇类,不仅可用作pu的反应型阻燃剂,而且还与溴系阻燃剂并用于环氧树脂中,可大大减少溴阻燃剂的用量。

磷系阻燃剂今后还要向低毒化发展,不仅解决产品本身的毒性,还要考虑燃烧分解产物的毒性以及废品的环境污染问题,甚至还要考虑生产、销售、贮运过程中的毒性问题。

非卤化无机阻燃剂的开发绝大多数有机阻燃剂含有卤素,在燃烧时发烟大,产生有毒气体,因此近年来阻燃材料非卤化的要求越来越迫切。个别发达国家的一些塑料制品已开始禁止使用卤素阻燃剂。

德国环境团体pal规定,从1995年开始在电子设备的外壳中禁用溴化物及氧化锑。瑞典tc095规定,在电气及电子设备中凡是超过25g的塑料零件均禁用有机溴化物及有机氯化物。虽然目前卤素阻燃剂在国外仍占主流,但将来逐步被非卤素阻燃剂取代的趋势已明朗化。


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