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磷类化合物/硅类化合物复配型阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-22 14:48:51
磷类化合物/硅类化合物复配型阻燃剂的应用目前国外已商品化的硅阻燃剂主要有SFR 100树脂和D C RM系列硅树脂微粉改性剂。

磷类化合物/硅类化合物复配型阻燃剂SFR 100与聚磷酸铵、季戊四醇配合,低的添加量就可满足聚烯烃阻燃和抑烟的要求。

介绍磷类化合物/硅类化合物复配型阻燃剂在环氧树脂中的应用。填充SFR 100,PP的热稳定温度可提高10℃左右,从而可以克服熔融加工中的气泡问题。

研究表明,SFR 100可以改善聚合物的常温和低温冲击性、加工性、表面光泽和颜色。加入含10%的SFR 100复合阻燃剂可达到阻燃性、流动性和机械性能的最佳平衡。Wu等人[10]系统考察了含硅环氧树脂复合物的阻燃特性。

以双酚A(BE188)环氧树脂或邻甲酚醛型环氧树脂(CNE200)分别与二苯基硅二醇(DPSD)或三苯基硅醇(TPSO)反应制备了新型含硅环氧树脂,研究固化后的环氧树脂的热稳定性与阻燃性质发现,引入硅基团后,环氧树脂复合物的热性能与阻燃性能均有所提高。

当以含磷固化剂双(氨基苯基)苯氧膦(BAPPO)进行固化后,固化物环氧树脂的极限氧指数(LOI)值增加到29 5%。这种阻燃特性的提高主要归于Si/P的协同作用。这种新型含硅环氧树脂有望在微电子封装中得到应用。

Hsiue等研究发现利用含硅反应性环氧单体三缩水甘油基苯基硅烷(TGPS)和含磷固化剂双(氨基苯基)苯氧膦制备成的环氧树脂,由于硅的引入,使得炭层的热稳定性得到有效的改善,在高于700℃时就不再发生因炭层氧化而失重的现象了,在空气中的成炭率达到31 9%,LOI也歪高到36%。



磷酸三(二甲苯)酯(阻燃剂TXP)用途

本品挥发性低、耐水解、有良好阻燃性,用于抗燃汽轮机油,具有良好的热氧化安定性、润滑性,作为润滑油脂的挤压抗磨添加剂、增塑剂。同时也用作阻燃、耐磨、耐霉菌的电缆,聚氯乙烯运输带、人造革、泡沫、地板材料中,也可在冶金、电力、机械工程等方面作为抗燃液压油。

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。


进一步用两端基为氨丙基取代聚二甲基硅氧烷(PDMS NH2)代替TGPS与BAPPO制备环氧树脂复合材料,发现燃烧时,含磷基团首先分解,进而形成富磷的残留物,此物质的抗热、隔热性能有助于阻止聚合物的降解,提高聚合物的热分解温度。

而硅氧烷受热分解生成大量的二氧化硅由于表面能低,容易迁移到炭层的表面,形成连续的SiO2层,保护了富磷炭层不会被氧化降解,两者的协同效应极大地提高了阻燃效果。当磷、硅的含量分别为4.8%和12.7%的时候就能使环氧树脂的LOI达到45%。

深入研究得知环氧树脂的LOI随着硅含量的提高而提高。然而并不是所有的改性环氧树脂体系中硅含量的增加都能使其阻燃性能提高,有研究表明[11]:将商业化双酚A型环氧树脂与商业化MIBK ST(即含有30%~31%质量分数的粒径为10~20nm的二氧化硅纳米粒子的甲基异丁基甲酮(MIBK)溶液)进行混合,制备了二氧化硅质量分数在10%~70%的环氧树脂/二氧化硅纳米杂化材料,又进一步使用含磷固化剂亚磷酸二乙酯(DEP)对环氧体系进行固化,研究发现,固化物的LOI值有所增大,但是并不明显,也就是纳米级胶状二氧化硅与磷的协同阻燃效应并不明显。

因为纳米二氧化硅是形状规则的固体小颗粒组成的疏松层状物,而不是致密坚硬的结构连续的氧化硅网络,所以其屏障作用不能完全发挥出来。
本身含有磷及硅元素阻燃剂的应用当磷硅两种元素位于同一分子中,阻燃协同效应比添加型阻燃协同效应要好。用环形磷化合物与烷氧基硅烷反应合成磷烷氧基硅烷,并将其添加到常规环氧树脂中,制成阻燃树脂。

硅烷与环氧树脂固化剂的溶胶-凝胶反应同时进行,结果形成了环氧树脂/二氧化硅纳米复合网络结构,通过这种方法,反应型阻燃剂合成磷烷氧基硅烷嵌入环氧树脂基体中,通过类似IPN部分交联机理而结合到聚合物基体结构中,可大大限制硅添加剂的流动性,因而使它不至于迁移至被阻燃聚合物的表面,故能改善添加型阻燃剂与环氧树脂基体之间相容性较差和易析出等缺陷。

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