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磷系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-18 13:19:19
当前卤素阻燃剂面临严峻挑战,开发新型阻燃剂来代替传统的卤素阻燃剂已是迫在眉睫,而磷系阻燃剂正是一种较理想的高效低毒的阻燃剂,可同时在气相和凝聚相起阻燃作用。

有机磷阻燃剂品种多、用途广泛,它之所以成为阻燃剂研究中的热点,首先从阻燃效力看,达到同一阻燃指标,含磷阻燃剂比任何其它元素阻燃剂单独使用时所需的含量重量百分数都低;其次有机磷阻燃剂的很多品种还同时具有增塑、热稳定等作用,对提高高分子材料的综合性能有十分重要的作用,有些有机磷系阻燃剂还是膨胀型阻燃剂的主要活性组分。加之我公司地处什邡,具有丰富的磷资源,因此我们的着眼点即在于有机磷系阻燃剂。

有机磷系阻燃剂品种众多、用途广泛,有主要包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯,含磷多元醇及磷-氮化合物等。主要集中于磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯。

磷酸酯阻燃剂是有机磷阻燃剂的一个重要系列,他们大都属于添加型阻燃剂,兼具阻燃及增塑作用。由于磷酸酯资源丰富,价格低廉,与高聚物的相容性好,因此在有机磷阻燃剂中应用最为广泛。磷酸酯一般分为无卤类和有卤类,非卤磷酸酯的主要功能是增塑剂,可称为阻燃型增塑剂,含卤磷酸酯的阻燃功能较高,系增塑阻燃剂。

大多数磷酸酯为液体,耐热性差,挥发性大,相容性不理想,在燃烧时有滴落物产生。为了避免上述缺点,开发一些高分子缩聚型磷酸酯成为未来磷酸酯系阻燃剂的发展方向之一。含氮的磷酸酯由于同时含有氮和磷两种元素,阻燃效果比只含磷的化合物要好,成为磷酸酯系阻燃剂的又一发展方向。

自20世纪90年代以来,随着阻燃剂研究的深入,磷酸酯类阻燃剂从单磷酸酯类向双聚或多聚磷酸酯类阻燃剂过渡,尤其是双聚磷酸酯又称低聚磷酸酯,由于具有适当的分子量,同时兼有蒸汽压低、迁移性小、耐久性好、毒性低、无色、无臭、耐水解等优点,因而被广泛用于聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物、聚对苯二酸乙二酷、苯乙烯一丙烯睛、聚丙烯等材料的阻燃。


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


膦酸酯系阻燃剂是一类很有发展前途的阻燃剂。膦酸酯具有类似磷酸酯的性质,伯和仲膦酸酯为结晶状物质,绝热时形成膦酸酐,但它们的热稳定性高,只有在很高温度下,碳-磷键才能断裂。由于碳-磷键的存在,其化学稳定性增强,具有耐水耐溶剂型,因而阻燃性能持久。

目前的研究主要集中在含氮的膦酸酯和反应性磷酸酯两方面,其主要产品有甲基膦酸二甲酯、烯烃基膦酸酯、酰胺膦酸酯、环状膦酸酯等。环状膦酸酯是一类具有较高热稳定性和优良耐水性的添加型阻燃剂,主要用于聚酯纤维、聚氨酯泡沫塑料盒热固性树脂的阻燃。

此阻燃剂具有良好的耐热性,是适用于纤维、织物、胶黏剂、塑料的聚酯阻燃剂。环状膦酸酯是一类有较高热稳定性和优良耐水性的添加性阻燃剂,主要适用于聚酯纤维、聚氨酯泡沫塑料的阻燃。

氧化膦是一类很稳定的有机磷化合物,可用作聚酯的阻燃剂,所得的阻燃聚酯色泽好,机械性能好,近年来不断开发出新的品种。用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚,可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等。

氧化膦是聚苯醚有效的阻燃剂,它可与磷酸酯类阻燃剂媲美,由于含磷量高,所以达到同样阻燃级别时所需添加的阻燃剂量小。主要品种有正丁基双(羟丙基)氧化膦(FRD)、三羟丙基氧化膦(FR-T)、环辛基羟丙基氧化膦(CODPPO)。通过反应将含膦单体结合到合成材料的分子上,赋予材料永久的阻燃性。例如:双(对-羧苯基)苯基氧化膦用作聚酰胺、聚酯、聚苯并咪唑等多种聚合物的反应型阻燃剂或阻燃单体,可同时赋予聚合物较好的阻燃性、抗静电性和染色性,较高的热、氧稳定性以及较高的玻璃化转变温度等性能。

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