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聚氨酯用磷系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-22 11:38:39
全球范围内除无机阻燃剂外,目前依然以溴系阻燃剂为主,但是溴系阻燃剂燃烧时容易形成多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),对人体器官会产生破坏作用,同时会产生大量烟雾致人窒息,因此卤系阻燃剂发展受到一定制约。

磷系阻燃剂解决了含卤型阻燃剂燃烧烟雾大、气体腐蚀性强以及无机阻燃剂高添加量影响材料物理机械性能等缺点,具有高阻燃性、低烟、无毒、低卤等优点,磷系阻燃剂的市场潜力巨大,研究开发更高效的磷系阻燃剂是未来的发展方向。

聚氨酯用磷系阻燃剂具有阻燃、增塑双重功能,且原材料资源丰富,成本低廉而受到重视,聚氨酯用磷系阻燃剂的市场发展前景很好。

磷系阻燃剂主要包括磷酸酯、含卤磷酸酯、复合磷酸酯及其衍生物、多磷酸酯和红磷5种类型。

当然,目前磷系阻燃剂也存在一些待改进的地方,有机磷系产品多为油状,在加工过程中不易添加到高聚物中,从而多应用在聚氨酯泡沫、软PVC、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中。除此之外,绝大多数磷酸酯类阻燃剂易水解,且可以生物降解,使用中不会遇到环境持久性和生物累积性的问题。

目前,磷系阻燃剂的市场主要在聚氨酯、工程塑料、覆铜板和防火涂料。其中,聚氨酯领域的磷系替代基本完成,工程塑料合金领域,如PC/ABS、mPPO、PBT/PET、PA等,磷系阻燃剂的替代也在加速过程中,无卤磷酸酯阻燃剂在PC/ABS和mPPO的应用已完全替代溴系阻燃剂。

聚氨酯用磷系阻燃剂是指含有磷元素的无机或有机阻燃剂,按其性质可分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。

聚磷酸铵(APP)属于无机磷系阻燃剂,是一种重要的无卤磷系阻燃剂,其分子中同时含有磷、氮2种元素,在阻燃过程中磷、氮具有协同阻燃效应,因而阻燃效果优于单含磷阻燃剂或单含氮阻燃剂。聚磷酸铵具有含磷量大、含氮量高、热稳定性好、吸湿性小、分散性好、毒性低、抑烟等特点,可以与其他阻燃剂混合,同时价格便宜,使用安全,在许多领域中得到广泛应用。



磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)

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%.



阻燃剂作为复合材料的添加物,必须具备一定的性能,从国际上总的发展趋向看,世界各国对阻燃产品的性能要求越来越严格。目前来看,阻燃剂的主要发展趋势为以下几点:1、非卤化;2、阻燃剂超细化;3、阻燃剂表面处理;4、研究阻燃剂体系的协同作用;5、抑烟剂开发前景广阔。由此看来,不断开发高效环保无毒的复合型阻燃剂新品种是今后阻燃剂行业发展的主要方向。

随着电气、家电、化工、油脂、橡胶、汽车、船舶、塑料、合成纤维、涂料、颜料、纸张等行业的发展和消防的需要,环保法规的日益严格,溴系阻燃剂价格的上涨,西欧和北美市场上卤系尤其是含溴阻燃剂消费量增速逐渐减缓,无机产品聚磷酸铵等由于无毒而倍受青睐。

此外,磷系阻燃剂在国内外市场的需求量也逐年增长,目前各类阻燃剂年需求量约为70万吨。而磷系阻燃剂在阻燃剂比例中已由2007年的20%提高到2012年的28%,增长速度为15%,远大于阻燃剂整体增长比例。

聚磷酸铵(APP)是一种重要的添加型无机无卤阻燃剂,其含磷、氮量大,热稳定性好,产品近于中性并可以与其他阻燃剂混用,同时价格便宜,毒性较低,使用相对安全,被广泛应用于各种领域。

但是由于聚磷酸铵自身的化学结构,吸湿性很强,在高温、高湿度的情况下会被离子离析,降低其阻燃效能,而且在有机材料中加入聚磷酸铵后会使材料本身的机械强度降低,影响其正常使用。


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