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聚合类含磷阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-23 13:19:10
研究了新型富芳香结构的聚合类含磷阻燃剂聚苯基磷酸(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦酰杂菲)苯撑酯的合成及其对环氧树脂(ER)、不饱和聚酯树脂(USPE)的阻燃性能的影响。

这种聚合类含磷阻燃剂是由2-(6-氧-6氧-膦酰杂菲)1,4-对苯二酚与苯膦酰二氯通过熔融缩聚获得。将磷含量为13.8%的聚苯基磷酸(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦酰杂菲)苯撑酯添加到环氧树脂、不饱和树脂中,结果表明该聚合类含磷阻燃剂对环氧树脂、不饱和树脂具有良好的阻燃性能,含量只需达到2%即磷含量只需达到0.28%时氧指数LOI可达28,阻燃性UL-94可达到VO级。

近几十年来,随着科学技术的发展,塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料在航天工程,交通运输,电子电器乃至日用品等诸多领域得到了广泛的应用,但是大多数聚合物具有易燃、可燃性,有的还产生大量的浓烟利有毒气体,造成对环境的危害,造成社会财富的巨大损失,对人们的生命安全构成巨大的威胁。

在火灾事件中,由高分子材料着火所致占相当大的比例。因此,研制高分子材料用的阻燃剂,特别是对环境友好的无卤阻燃剂更是各国高分子材料阻燃化的研究热点。

进入20世纪90年代后,阻燃技术正经历1个新的发展阶段,除了需要阻燃剂满足低的火焰传播速度、低烟、低毒等基本要求外,还需要满足高效、含量少、阻燃剂的引入不会导致高分子材料原有的性能过度恶化等要求。因此,近年来高效、低烟、低毒、无尘或少尘构成了阻燃材料领域的重点研究课题,也足国际上阻燃剂发展的主要方向。

本文合成了1种高含磷量无卤添加型阻燃剂,并对这种新型阻燃剂添加到环氧捌脂、不饱和利脂中的阻燃性能进行了讨论。

实验主要原料:9,10-二氢-9氧杂-10磷酰杂菲(DOPO)和苯膦酰二氯,工业品,使用前经提纯;对苯醌,分析纯,都化学试剂厂产品;环氧树脂E-44淡黄色液体,环氧值0.41~0.47mol/100g,软化点12~20℃;不饱和聚酯191,常州建材253厂,淡黄色透明液体,酸值KOH:28~36mg/g,黏度0.25~0.45Pa?s。 



磷酸三异丁酯质量标准:

含  量 (GC%)  (≥99%)

酸 值(mgKOH/g) ≤0.1

折光率 :1.4190-1.4200

比 重 (20/20℃)(0.960-0.970)

水 份 %  ≤0.2%

磷酸三异丁酯包装方式:净重200KG/镀锌铁桶(一个小柜打托装16吨1000KG/IB桶,一个小柜装18吨或23吨ISOTANK)。

磷酸三异丁酯用途:

该产品主要用于用作消泡剂、渗透剂。广泛用于油墨、建筑、油田助剂等行业及领域,还用用于用作纺织助剂、染料助剂等。


阻燃剂的合成。提供的方法合成ODOPB。PDPPP的合成仿照以前合成PSPPP的条件进行。在装有氮气进出口和搅拌器的250mL反应瓶中,加人膦酰氯0.19mol、ODOPB 0.185mol和催化剂。

通氮,加热升温,维持该温度160℃反应1.5h,然后将温度升高到220℃,继续反应2h。后期抽真空除去体系中残留的HCl气体。得到的产物呈淡黄色,数均分子质量:3000~8900,熔点为195~204℃。

POPPP的表征所合成的阻燃剂,用FT-IR170SX红外光谱仪,KBr压片进行红外分析。Heraeus元素分析仪测定C、O、H的含量,P含量采用Schoniger燃烧瓶法处理,用电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)检测。用Finnigan-4570型低分辨GC/MS仪进行质谱分析。用Bruker AMX-300核磁共振仪测试样品的1H-NMR谱。

阻燃样品的制备环氧树脂(ER)E44的阻燃样品的制备:将PDPPP和环氧树脂在磁力搅拌下按比例加入500mL杯中,升高温度到40℃加热0.5h,直到阻燃剂完全溶解在环氧树脂中。加入聚酰胺651作为固化剂,先在100℃下加热2h,然后在室温下放置48h。得到的固体经切割得到测试样条。

不饱和树脂(USPE)191的阻燃样品的制备:将阻燃剂和不饱和树脂在氮气保护下按相应比例加入装有磁力搅拌装置的500mL烧坏中。升高温度到60℃加热1h。直至阻燃剂完全溶解,然后加过氧化苯甲酰。在110℃下处理4h,然后在室温下放置48h,得到的固体经切割得到测试样条。

阻燃性能的测试阻燃样品的氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL-94)分别用JF-3型氧指数仪和CZF-2型垂直燃烧仪按标准程序测试。

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