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磷、硅协同阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-17 23:36:42
大多数含磷阻燃剂与含有氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。前人对磷-氮协同体系及磷-卤素协同体系的作用机理都已作了不少研究,但对磷、硅协同阻燃剂的研究却很少有报道。

有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂,不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等,而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异,有机磷阻燃剂具有优良的阻燃性能、低毒、耐热性良好等特点。将有机硅阻燃剂与有机磷阻燃剂一起使用时有显著的协同阻燃作用,磷、硅协同阻燃剂具有广泛的适用性及明显的互补性,发展潜力和应用前景十分光明。

磷系阻燃剂阻燃机理。磷系阻燃剂的阻燃机理主要为:①燃烧时分解生成磷酸或者多磷酸,然后再进一步形成高粘性熔触玻璃质或者致密的炭层,以固体形态使基质与热和氧隔绝开来;②是捕捉游离基。在燃烧中分解生成PO或者HPO等游离基,在气相状态下捕捉活性H游离基或OH游离基;③膨胀,由于它能促进形成蓬松的高度多孔性炭层,故而有固相之功能。磷系阻燃剂之所以能发挥阻燃功能可以理解为上述各种阻燃机理的组合,各机理的作用则因燃烧体系的不同而各异。关键在于它们都具有磷酸衍生物的功能。

硅系阻燃剂阻燃机理。硅系阻燃剂因有害性低而成为目前研究的一个热点。按组成和结构可分为无机硅和有机硅阻燃剂。前者主要为SiO2兼有补强和阻燃作用,其阻燃机理是:当织物燃烧时形成SiO2覆盖物,起到绝热和屏蔽双重作用。有机硅系阻燃剂的阻燃机理为:当织物燃烧时,有机硅分子中的-Si-O键形成-Si-C键,生成的白色燃烧残渣与炭化物构成复合无机层,可以阻止燃烧生成的挥发物外逸,阻隔氧气与基质接触,防止熔体滴落,从而达到阻燃的目的。

磷、硅协同阻燃剂阻燃机理。磷硅协同阻燃机理为:当磷硅阻燃剂使用时,在高温下,磷会催化促成炭的形成,而硅则增加这些炭层的热稳定性,从而发挥磷硅协同阻燃效果。并且,用硅氧烷代替硅烷时,磷硅的阻燃协同作用得到进一步加强,因为硅氧烷降解形成的层状二氧化硅阻止了炭层的氧化,从而提高了炭层的稳定性。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

Cas号:115-86-6

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

退税:目前磷酸三苯酯阻燃剂TPP退税为9%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。


磷、硅协同阻燃剂阻燃体系的应用。近些年,人们开始注意到把磷硅化合物应用于棉织物阻燃整理,不仅可以降低磷阻燃剂的毒性,而且还可以降低硅阻燃剂的价格,具有良好的协同阻燃效果。磷硅协同阻燃体系包括两个方面的内容,一方面是将磷系阻燃剂与硅系阻燃剂进行复配,通过阻燃剂之间的相互作用,产生协同阻燃效果;另一方面是将磷硅两种元素引入同一分子结构中,通过元素之间的相互作用,产生协同阻燃效果。

磷/硅复配阻燃体系的应用。国内外对磷硅复配阻燃体系在棉织物上的应用鲜有报道,东华大学恒逸研究所的刘丽雅、彭治汉将其自制的阻燃剂SP-3与N-羟甲基-3-(二甲氧基磷酰基)丙烯酰胺(商品名代号FRP-3010)复配,然后利用浸轧焙烘工艺对棉织物进行阻燃整理。阻燃剂SP-03与FRP-3010均是具有反应性的有机化合物(SP-3中含有硅羟基,FRP-3010中含有羟甲基),在酸质子存在下经高温焙烘,能与纤维素纤维上的羟基脱水键合。

阻燃剂与纤维素的键合直接改变了纤维素高温下热裂解的固有历程,阻止了左旋葡萄糖的形成,脱水生成不饱和双键使得纤维分子之间相互交联,转而演化为难燃的炭化状物,不仅能有效地抑制燃烧的继续进行,还具有防止阴燃发生的效果。将SP-03阻燃剂和FRP-3010复配使用用于棉织物的阻燃,整理由于磷硅协同效应比单独使用FRP-3010具有更好的阻燃效果。

磷硅复配阻燃体系兼有有机阻燃剂的高效和无机阻燃剂的低烟、无毒功能,能有效降低成本和减少无机阻燃剂的用量,改善材料的功能。
分子中含有磷及硅的阻燃体系应用。

有机硅系阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,还是一种良好的分散剂,能增加材料间的相容性。它作为一类高分子阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。但由于价格等问题而限制了它的使用。

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