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磷系阻燃剂 氮系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-6 17:02:17

有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点,符合阻燃剂的发展方向,具有很好的发展前景。有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯、有机磷盐,还有磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯等,但应用最广的是磷酸酯和膦酸酯,磷系阻燃剂的研究,发展方兴未艾,每年报道很多,主要集中在后面两种。有机次膦酸金属盐作为一种新兴的阻燃剂备受关注。

1、红磷母粒

在非卤阻燃剂中,红磷是一种较好的阻燃剂,具有添加量少、用途广泛等优点。普通红磷易吸潮,与高分子材料相容性差,特别容易引起自燃,不能实际使用。微胶囊化红磷阻燃剂,降低了红磷的活性,解决了相容性,红磷含量在85%左右,但自燃问题并没有得到有效的解决,粉尘污染严重。

红磷母粒是红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用、以基体树脂为载体的暗红色粒子,安全问题得到了解决。它低烟、阻燃效率高;无粉尘污染,加工性能优异;低密度、热稳定性好、制品物理性能下降少;加工过程中不起霜、不迁移、不腐蚀模具。特别是制品具有高耐漏电痕迹指数(CTI),在电子电器应用上优势明显。

红磷母粒的主要缺点是色调问题,除了暗红和黑色外,无法赋予制品更多的颜色选择。

红磷母粒用于通用塑料、橡胶、聚乙烯、聚丙烯等缺少氧元素的材料的阻燃,最好与氢氧化镁、氢氧化铝复配使用;用于PET、PC、PBT、PA等富含氧元素的材料的阻燃,可单独使用;在加工过程中,为了达到红磷的最好分散性,可复配一定量的分散剂。

2、间苯二酚双(二苯磷酸酯) Reofos RDP

间苯二酚双(二苯磷酸酯)是高分子量有机磷系阻燃剂,表观为清澈液体;它磷含量高,磷含量为10.8%。具有高阻燃性,低添加量,对成品物性影响小的特点。它具有阻燃和增塑双重功能,可使阻燃剂完全实现无卤化、改善塑料成型中的流动加工性能和降低烧蚀,改善热老化性能,提高热变形温度,并可抑制燃烧后的残余物。

使用时,间苯二酚双(二苯磷酸酯)一般单独使用,不需要和其它阻燃剂配合,主要用于一些高功能的苯乙烯系共聚物,如PPO/HIPS和PC/ABS等。阻燃PPO/HIPS时,用量在11%左右,氧指数达到37%,UL94级别(1.6mm)达到V-O及级。阻燃PC/ABS合金时,和PC/ABS两者的比例有关,用量一般在6%~10%之间。氧指数达到29%,UL94级别(1.6mm)达到V-O及级。

目前,国内许多阻燃剂厂商和科研单位在间苯二酚双(二苯磷酸酯)工业化生产方面作了很多研究,并进行了小批量的时试生产。但市场上成熟的产品不多。国内主要销售厂商为美国大湖产品。


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氮系阻燃剂为三聚氰胺及其与磷的化合物,主要是三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯,是阻燃剂市场最具有发展潜力的品种。氮系阻燃剂一般为白色晶状细粉末,粒径10μm~50μm,容易分散。密度1.5cm~1.7g/cm。作为阻燃剂新品种,氮系阻燃剂有很多优点:高效阻燃;不含卤素;无腐蚀作用,因而减少了机械被腐蚀问题;耐紫外光照;电性能好,在电子电器制品中优势最为明显;不褪色,不喷霜;可回收再利用。

氮系阻燃剂目前主要应用在聚烯烃和聚酰胺中,不需要和其它阻燃剂配合使用。对于非增强尼龙,添加量在8%时可燃等级就能达到UL94V-O级;对于PP,添加量在25%时可燃等级就能达到UL94V-O级;成本/性能比例优异。荷兰DSM公司产品Melapur?200是适用于玻纤增强PA66的氮系阻燃剂,添加量在25%时可燃等级就能达到UL94V-O级。而且加工温度可高达320℃。

有机磷杂环化合物是近年来阻燃剂研究中非常活跃的领域之一,主要有五元环、六元环及螺环类化合物。其中五元磷杂环阻燃剂品种较少,一般用于聚酯和聚酰胺及聚烯烃的阻燃;六元杂环在磷杂环阻燃剂中占据主导地位,主要有磷杂氧化膦、磷酸酯、笼状磷酸酯、膦酸酯和亚磷酸酯等,可用于聚酯、环氧树脂和聚氨酯等多种材料的阻燃处理。

磷螺环阻燃剂大多数由季戊四醇与磷化合物反应制得,分子中一般都含有大量碳,含有2个磷原子,含磷量高,阻燃效果好,可作为膨胀型阻燃剂,在材料中起到增塑、热稳定和阻燃的作用。 

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