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聚合物型磷系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-28 14:03:01
环氧树脂具有优良的化学稳定性、尺寸稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性,可广泛应用于化工、轻工、机械、电子和宇航等各个领域。但是通用环氧树脂的氧指数仅为19.8、属易燃材料,因此开发具有阻燃性且不含卤素的,含磷环氧树脂及聚合物型磷系阻燃剂,是电子化学材料领域中一个重要课题。

在环氧树脂分子骨架中磷元素含量超过1%,且配合使用特定的固化剂,就能够使固化体系的阻燃性满足电器产品使用的国际标准UL94V-0级。改善环氧树脂阻燃性能最常用的方法,是加入一定的阻燃剂——使环氧树脂具有难燃性和自熄性。目前阻燃环氧树脂普遍使用的是,反应型阻燃剂四溴双酚A等含卤阻燃剂。

自欧盟2003年2月颁布了关于《限制有害物质指令》(RoHS)之后,含溴阻燃剂的使用受到了很大的冲击。同时目前多数无卤阻燃环氧树脂材料,使用的是燃烧时几乎不产生有害气体的磷系阻燃剂。

但是磷系阻燃剂在室温下多为液态,发烟量大且本身有毒性,能从废料中泄漏出去;而且磷系阻燃剂在使用过程中,存在着污染保护电子元器件的可能性,会降低环氧塑封料的耐湿性以及可加工性等;红磷类阻燃剂在成型时还会产生红磷分解气体,它们在使用和废弃后都对生态环境和人类环境有不良影响。

用于环氧树脂不饱和聚酯的聚合物型磷系阻燃剂。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聚合物型磷系阻燃剂,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,阻燃技术正经历一个新的发展阶段,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。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为白色片状结晶,改产品为白色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂。产品生产出口厂家主要分布在江苏丶浙江,目前磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)生产出口厂家价格以江苏为主。


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。合成了1种高含磷量无卤添加型阻燃剂(PDPPP),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)和苯膦酰二氯均由成都威力阻燃化工实业有限公司提供,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,化工部晨光化工研究院二分厂,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。

阻燃剂(PDPPP)的合成:按文献提供的方法合成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、ODOPB0.185mol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℃。

高效阻燃剂的使用量有个最佳范围,并不是用量越多阻燃效果越好。高效阻燃剂的添加量低,如何使阻燃剂更好的分散是阻燃的关键。把高效阻燃剂做成阻燃母粒可以使阻燃剂达到更好的分散效果。

不同的设备,不同的工艺条件及组合对无卤阻燃的性能及阻燃效果都有较大的影响。

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