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聚烯烃类塑料含卤阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-24 15:20:43
近80%的国内改性塑料用阻燃剂为含卤阻燃剂,聚烯烃类塑料含卤阻燃剂以多溴二苯醚和多溴联苯类物质为代表。

聚烯烃类塑料含卤阻燃剂中的溴系阻燃剂效率高、用量少,对材料的性能影响小,并且溴系阻燃剂价格适中。与其它聚烯烃类塑料含卤阻燃剂相比,溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性。

但是,近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。欧盟出台了禁令,在欧盟国家销售的所有电子电气设备,不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。

目前,国内环保型阻燃剂发展受到越来越多的人关注。同时,人们对防火安全及阻燃剂制品的要求也越来越高,无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已成为人们追求的目标。

阻燃剂分解形成不挥发的保护膜阻燃剂在塑料燃烧的温度下分解,其分解产物形成不挥发性的保护膜覆盖在表面,从而隔断空气防止燃烧。

阻燃剂分解产物将活性自由基链锁反应切断活性自由基的链锁反应能使火焰燃烧持续下去,阻燃剂分解产物将活性自由基链锁反应切断,从而有效地防止火焰燃烧。

燃烧热的分散与可燃性物质的稀释是实现阻燃的途径之一。 由于燃烧热被大量吸收,降低了塑料的温度,从而减缓了分解蒸发和燃烧。另一方面,塑料阻燃剂体系里能分解产生不燃性气体,从而稀释了可燃性气体,达到阻燃的目的。



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。



较重的气体或高沸点液体的隔氧作用。反应中脱出的水吸收了大量的热量,降低了可燃物表面温度,而且气化成蒸汽,在可燃物表面形成了一层保护膜,从而实现阻燃。
塑料燃烧的过程可以这样认为:在空气中,由于外部热源或火源使塑料被加热,而最终导致了降解,产生了挥发性产物、可燃性产物与热能产物,在外部热源的继续作用下,达到某一温度时塑料就会燃烧起来。塑料燃烧放出的一部分热量通过传导、辐射和对流等途径,又被正在降解的塑料吸收,挥发出更多可燃性产物;另一方面,在燃烧的过程中,火焰周围的空气剧烈扰动,增加了可燃性挥发物与空气的混合速度,使燃烧更加剧烈。

聚烯烃类塑料含卤阻燃剂作用机理阻燃剂是一种能阻止燃烧、减低燃烧速度或提高着火点的一种物质。

阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物碳化,就能防止燃烧塑料的燃烧是分解燃烧,而通常单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧。因此,如果能使材料的热分解迅速进行,不停留在可燃性物质阶段而一直分解到碳为止,就可以防止燃烧。

八溴醚的质量基本上与国外相称,但要留意改进产品的外形。六溴环十二烷的热不乱性影响到它在阻燃制品加工过程中的使用效果,耐热型六溴环十二烷在一般高聚物加工温度时能保持不乱的结构,并且一旦燃烧不会产生太多的烟雾。

溴系阻燃剂至今仍是全世界范围内阻燃技术中的主力军。目前对溴系阻燃剂的偏见会跟着科学进一步的发展来证明,它依旧会在面20年内被大量使用,我们对它的评价是:我们讨厌它,但我们离不开它。

由于含卤化合物所引起的环境题目,人们对阻燃剂的研究逐渐向无卤化合物转移,无卤含磷阻燃剂引起了人们的爱好。无卤含磷阻燃剂在燃烧时发生以下变化:磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸。聚偏磷酸玻璃体覆盖于燃烧体表面,形成保护膜,能隔尽氧气、起阻燃作用;另外,磷酸和聚偏磷酸都是强酸,有很强的脱水性,能使聚合物脱水炭化,在其表面形成炭化层,隔尽氧和热向聚合物的传递,因此无卤含磷阻燃有良好的阻燃效果。


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