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氯系阻燃剂 磷-氮系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-19 10:52:15
CFRs,英文全称:Chlorine Flame Retardants ,中文名称:氯系阻燃剂

CFRs,氯化阻燃剂的总称,主要种类为SCCP、PCB、TCBPA等;含氯增塑剂,氯系增塑剂的总称,主要包括氯化石蜡(SCCP、MCCP)、五氯硬脂酸甲酯(MPCS)等。

氯系阻燃剂由于其价格便宜,目前仍是大量使用的阻燃剂。氯含量最高的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂,由于热稳定性差,仅适用于加工温度低于200℃的复合材料,氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高,常用作不饱和树脂的阻燃剂。

有机氯阻燃剂的作用机理与有机溴阻燃剂相似,但不如溴系阻燃剂那样高效,通常与氧化锑一起配合使用,氯桥酸酐(HET酸)是一种反应型阻燃剂,环氧氯丙烷也可以作为反应单体制作含氯透明阻燃树脂。氯化石蜡是氯系阻燃剂的主要品种。

按氯含量不同可分为50-70号不同品种。现在一般氯化石蜡以70号为主,氯化石蜡兼有阻燃和增韧功能。氯-锑的协同效果十分明显,当树脂中氯含量在10%以上,SB:CL之比为1:2时,这样的配合会产生最佳协同效果。

氯系阻燃剂以含氯量较高的氯化石蜡为主。我国目前主要是氯蜡-52和氯蜡-40,而性能优异的氯蜡-70仅占氯系阻燃剂产能的30%左右。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展,其代表产品便是氯蜡-70,而我国氯蜡-70生产规模偏小、布局分散、多采用污染严重的溶剂法工艺合成,产品质量达不到合成材料应用的要求。

因此我国应加快氯蜡-70的发展步伐,采用不破坏环境的水相法工艺生产氯蜡-70。另外国外已经大量使用的新型、反应型高性能氯系阻燃剂,如四氯邻苯二甲酸酐、四氯双酚A、六氯环戊而烯、双(六氯环戊二烯)环辛烷、全氯环戊癸烷、四氯苯酐及氯菌酸应加快发展。

氯系阻燃剂与溴系阻燃剂并称卤素阻燃剂,卤素的环境危害主要表现在:对免疫系统的毒性,对内分泌系统的影响,对生殖和发育的影响,致癌作用,其他的毒性(精神和心理疾患),多数卤化物属于环境荷尔蒙物质。


磷酸三苯酯tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。磷酸三苯酯tpp用途主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


磷-氮系阻燃剂又名膨胀型阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,故具有良好的阻燃性能。

磷-氮系阻燃剂阻燃体系主要由三部分组成:(1) 碳源(成炭剂)一般为含碳丰富多官能团物质,如淀粉、季戊四醇及其二缩醇;(2)酸源(脱水剂)—般为无机酸或在加热时能在原位生成酸的盐类,如磷酸、聚磷酸铵等;(3)气源(发泡剂) —般多为含氮的多碳化合物,如尿素、密胺、双氰胺及衍生物。

目前,世界上已经商品化的磷-氮系阻燃剂主要有美国GreatLake公司开发的CN- 329,Borg- Warner 化学品公司开发的Melabis。CN-329适用于PP, 在PP 的加工温度下比较稳定,且具有良好的电性能。在添加量为30%时, 材料氧指数可达34,可见CN- 329是一种良好的PP 阻燃剂。从分子中可看出, Melabis具有丰富的酸源和碳源,改善了酸源、碳源、气源的比例,使得Melabis 的吸潮性比CN- 329低得多,是一种优秀的阻燃剂。

磷-氮系阻燃剂单从阻燃效率来说,膨胀石墨可谓“无与伦比”。与其它磷系阻燃剂配合,其阻燃的聚烯烃类塑料可以轻松达到V0阻燃等级。而且,膨胀石墨来源丰富,价格低廉。问题主要在于,膨胀石墨达到明显阻燃效果必须选用80目左右的产品,其得到的制品外观实在难以恭维。

膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式,一是将阻燃剂配制成整理液,通过涂布等方式整理到织物表面,天然纤维大多采用此方法;二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中,大多用于合成纤维的阻燃。

合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。此外,提高膨胀型阻燃剂的热稳定性,满足聚合物高温加工的需要,也是膨胀型阻燃剂今后的发展方向。

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