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膨胀型阻燃剂应用

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-22 12:12:17
 膨胀型阻燃剂最早被人们所关注是在阻燃涂层方面。现在膨胀型阻燃剂应用于塑料、纺织、涂料、皮革蛋白质等领域。

膨胀型阻燃剂应用(1)塑料。绝大多数塑料是可燃的,正是由于氮磷膨胀型阻燃剂燃烧时生成的炭层能有效地防止聚合物熔滴的产生,它适用于聚烯烃的阻燃。膨胀型阻燃剂的研究主要是针对PP、EVA、ABS、环氧树脂。目前膨胀型阻燃剂应用于塑料主要存在相容性差、容易吸湿、导致材料力学性能差等缺陷。

欧育湘等合成的Trimer系,其结构高度对称,热稳定性高,比现有的氮磷膨胀型阻燃剂分解温度高出50~100℃,能满足几乎所有工程塑料的加工要求,并且Trimer不溶于水和绝大多数的有机溶剂,不存在常用IER的吸湿性问题。

膨胀型阻燃剂应用(2)纺织。几乎所有的纺织纤维都是有机高分子,并且绝大多数在300℃时就会发生分解,燃烧时有可燃性气体的释放和挥发液体的析出。据不完全统计,纺织品引起的火灾占火灾事故的一半以上,并且死亡率高,因此纺织阻燃受到高度重视。主要针对涤 纶、 尼龙等合成纤维的阻燃。

尼龙66在军民两用性上应用了许多年,但是它的熔滴问题一直没有很好的解决。LinyaoLi[10] 等将膨胀型阻燃剂—包含聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇,应用到尼龙66上,LOI和垂直燃烧法测试的结果表明,这种氮磷膨胀型阻燃剂能够有效的防止熔滴滴落,通过TGA、DSC、SEM实验证实,经过处理的尼龙66可以促进炭化剩余量的形成,这种炭化剩余量能够影响尼龙66防熔滴的性能,但拉伸性能降低。

由于纤维素纤维本身就是多元醇聚合物,可充当碳源,因此纤维素纤维中加入膨胀型阻燃剂通常会有不错的阻燃效果。而对于天然材料棉来说,常采用交联剂多羟基三聚氰胺进行固定,使用膨胀型阻燃剂,仅生成了热炭化保护层,而且与纤维反应生成了温度高达500℃仍具有良好隔氧性能的炭化结构。


,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。

膨胀型阻燃剂应用(3)皮革。作为由胶原蛋白(含有大量的羧基和氨基)构成的皮革,由于其自身的亲水性很高,且其在加工处理过程中,绝大部分都在水中进行,因此膨胀型阻燃剂需经过硫酸化、磺酸化等亲水处理,才能与皮革结合。常用于皮革的膨胀型阻燃剂多是单组分型的,膨胀型阻燃剂用于皮革 中,可解决使用纺织、 塑料、涂料等行业传统阻燃剂引起皮革手 感、 丰满性、柔软性等感官性能降低的缺陷,因三聚氰胺本身是 皮革良好的填充剂,因此经过膨 胀型阻燃剂处理的皮革,不会使皮革的力学性能下降。

王全杰等利用季戊四醇、磷酸、三聚氰胺合成了一种笼状磷酸盐,并用甲醛、亚硫酸氢钠改性,发现该阻燃剂具有很好的膨胀率、热稳定性和剩炭率,皮革经阻燃处理后,其物理性能、氧指数均有所提高,而且无焰时间短。

膨胀型阻燃剂应用(4)涂料。膨胀型阻燃涂料由于耐候性 差,主要用作内墙材料。 现在生产的耐候外墙涂料,用于具有严重火灾危险的工业结构。而且这类涂料面临的主要问题是亲水 性强。研究表明, 以APP为基的膨胀型阻燃涂料的化学稳定性欠理想,太阳辐射和潮湿都会使 其稳定性降低。此外, 在高温下长时间稳定存在的膨胀型阻燃涂料,在金属表面的涂饰中需求量很大,是未来发展的方向。

膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑作为协效剂,该类阻燃剂在受热时发泡膨胀,故称为膨胀型阻燃剂,它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。20世纪90年代后,膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃,它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一,其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。

含膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效,具有优良的阻燃性能,且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生,符合未来阻燃剂的研究开发方向,已经成为国内外最为活跃的阻燃剂研究领域之一。

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