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膨胀类型阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-19 11:27:16
膨胀类型阻燃剂体系主要包括有磷源、酸源和气源三部分。膨胀类型阻燃剂多以聚磷酸铵(APP)、多元醇如PER及三聚氰胺(M)复合组成。当APP受热分解时,生成具有脱水作用的磷酸和焦磷酸,使多元醇酯化,脱水炭化,反应产生的水蒸气和氨气一起形成一层多孔炭层,使炭层膨胀达到阻燃目的。

膨胀类型阻燃剂须具备以下性质:a热稳定性好,能经受聚合物加工过程中200摄氏度以上的高温;b热降解释放的大量挥发性物质不对膨胀发泡过程产生不良影响;c在聚合物中均匀分布,在材料燃烧时能形成一层完全覆盖在材料表面的膨胀炭质;d与PP有良好的相容性,不与添加剂发生不良作用,不过多恶化材料的物理性能。

膨胀型阻燃剂优势在于无卤、无氧化锑,低烟、低毒、无腐蚀性气体,生成的炭层可以防止其熔滴滴落传播火灾。

膨胀类型阻燃剂体系中各组分用量对体系阻燃效果与阻燃PP的加工黏度有很大影响,优化组分间最佳配比可获得最佳阻燃效果,降低体系加工黏度。m(APP) m(M) m(PER)=(15~25) (10~20) (0.5~1.5)时阻燃性能较好,膨胀类型阻燃剂中各组分对阻燃PP的流变性产生不同影响,M和APP量的增加会使阻燃PP的黏度增加,而 PER用量的增加会使阻燃PP的黏度降低。

针对传统膨胀类型阻燃剂中各个组分的某些性能缺陷,可采用其它材料进行部分替代,以改善膨胀类型阻燃剂的综合性能。对含淀粉膨胀阻燃PP体系的阻燃和烟气释放行为的研究表明含淀粉膨胀阻燃剂(S-膨胀类型阻燃剂)能明显地降低PP的最大热释放速率、总热释放和有效平均燃烧热,表现出了良好的阻燃作用,淀粉可以部分代替PER作为膨胀类型阻燃剂中的成炭剂而不影响其阻燃性。

形成的膨胀炭层使PP热降解速度明显降低,是降低释热速率和烟产生速率的关键。由于膨胀类型阻燃剂与PP的相容性差,且PER 在PP加工温度下熔化,影响了阻燃材料的加工性能。用尼龙6(PA6)代替部分PER作成炭剂,制得的膨胀类型阻燃剂 PP有很好的力学性能和热稳定性。此外,PA-6EVA纳米复合材料作为成炭剂可改善阻燃PP的燃烧与力学性能。



磷酸三(二甲苯)酯(阻燃剂TXP)原材料

原料:二甲酚,三氯化磷,氯通过酯化,氯化,水解,蒸馏步骤来获得的.

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。


在膨胀类型阻燃剂中加入某些物质作为膨胀体系的催化剂能提高阻燃性能。甲酸镍盐作为催化剂可有效改善APPPERM基的PP膨胀体系阻燃性能,催化剂(0.1%~5%)使体系LOI(极限氧指数)增加,改变了残余物微观结构,提高了体系热稳定性。硼酸锌具有协同阻燃作用,能与膨胀类型阻燃剂一起形成大泡孔结构炭层,有利于提高PP的阻燃性。韦平研究了4种分子筛在 APPPER膨胀阻燃剂中的热降解行为,发现加入分子筛后,体系的热失重速率峰值降低,热失重速率峰发生了位移;证实高温下分子筛可作为膨胀阻燃体系的催化剂,能促进体系交联和成炭,改善体系阻燃行为。

针对膨胀类型阻燃剂的吸潮问题,芦笑梅采用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物对其进行包覆微胶囊化,既提高了膨胀类型阻燃剂阻燃PP的防潮性,又改善了膨胀类型阻燃剂与PP的相容性。采用此法制得的膨胀类型阻燃剂可显著提高其与PP的相容性,具有阻燃、防潮、增韧效果。

欧育湘合成了以两种双环笼状磷酸酯Trimer和PEPA为基的膨胀类型阻燃剂来阻燃PP,发现阻燃PP与纯PP相比,释热速率、总释热量及质量损失速率分别降低约70%、60%及50%。

近年来发展起另一类无卤无机膨胀体系:膨胀石墨,在高温下沿结晶结构的C轴可膨胀数百倍,具有廉价、低烟、资源丰富等特色。将膨胀石墨和有机膨胀体系配合可获优良综合阻燃性能。将膨胀石墨引入PP-膨胀类型阻燃剂体系后可以改善材料的阻燃性和热稳定性。

PP与膨胀类型阻燃剂相容性好坏对阻燃剂的分散和阻燃效果及PP力学性能很关键。马志领考察了三种功能化PP-甲基丙烯酸接枝PP、顺丁烯二酸酐接枝PP和刻蚀PP作为膨胀类型阻燃剂 PP体系的偶联剂对材料性能的影响,发现所选偶联剂和PP由于两者相同的晶体结构,可以发生共晶现象,从而利于体系相容性的提高。选一端含有能与活泼H反应的基团,与膨胀类型阻燃剂颗粒表面的NH,OH基团反应,另一端含有与底材相容性好的油性基团,通过表面接枝的方法将膨胀类型阻燃剂微胶囊化,该技术增强了阻燃剂与PP的相容性且共混物为假塑性流体。

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