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塑料磷硅阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-25 10:36:12
在阻燃剂的生产和应用中,人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时,也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。

所谓复配,主要是利用阻燃剂之间的相互作用,以期提高阻燃效能,即通常所称的阻燃剂“协同效应”。具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好,阻燃性能增强,既可阻燃又可抑烟,还具有一些特殊功能。塑料磷硅阻燃剂应用范围广,成本低,能提高经济效益,是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。

传统的协同体系有卤/磷、锑/卤、磷/氮等,还可将阻燃剂进行复配,以达到降低阻燃剂用量,提高阻燃性能的目的。塑料磷硅阻燃剂协同体系是近几年才引起专家学者们注意的一类无卤阻燃剂。

塑料磷硅阻燃剂有两类:1)磷系化合物与硅系化合物复配的阻燃剂。2)阻燃剂化合物本身含有磷及硅元素。磷系阻燃剂[4]包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等,它们稳定性好,不挥发,不产生腐蚀性气体,阻燃效果持久,毒性较低。有机磷系阻燃剂主要包括对磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷杂环化合物、缩聚磷酸酯和有机磷酸盐等。

与卤系相比,虽然有一定的毒性,但它们的致畸性不高,分解产物的腐蚀性和毒性也很少,除阻燃效果好以外,磷系阻燃剂对提高高分子材料的综合性能也有十分重要的作用。

磷系阻燃机理分为三类:一是磷具有强脱水性,磷系阻燃剂高温燃烧时的生成磷酸或聚磷酸,容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,使基质与热和氧隔绝开来。二是捕获游离基。在燃烧中分解生成PO·或者HPO·等游离基,在气相状态下捕捉活性H·游离基或OH·游离基。三是促进燃烧物表面形成多孔质的发泡炭化层,隔断热和氧。每种磷系阻燃剂的阻燃机理都是由这三类组合,共同产生阻燃效果。H3PO4→HPO2+PO·+其它H·+PO·→HPO· H·+HPO·→H2+PO· OH·+PO·→HPO·+O·

大多数含磷阻燃剂与含氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。前人对磷/氮协同体系及磷/卤素协同体系的作用机理及应用都已作了不少综述。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

Cas号:115-86-6

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

退税:目前磷酸三苯酯阻燃剂TPP退税为9%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。


但对磷硅的协同阻燃效应及应用却鲜有报道。有机硅系阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,还是一种良好的分散剂,能增加材料间的相容性。它作为一类高分子阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。

有机磷阻燃剂具有高热稳定性,耐析出性好,高效低毒,不挥发等特点。将两者结合起来,通过复配,可以获得阻燃效果更佳的复合型阻燃剂。

硅系阻燃剂因有害性低而引起世人的重视。按组成结构可分为无机硅和有机硅阻燃剂。前者主要为SiO2,兼有补强和阻燃作用,其阻燃机理是,当塑料燃烧时形成SiO2覆盖物,起到绝热和屏蔽双重作用。

有机硅阻燃剂主要有硅油、硅树脂、硅橡胶及有机硅烷醇酰胺等。有机硅系阻燃剂高效,低毒,无污染,发烟少,对树脂的使用性能影响小,阻燃性能优异因而倍受重视。其阻燃机理[6]是:当高分子材料燃烧时,有机硅分子中的—Si—O键形成—Si—C键,生成的白色燃烧残渣与炭化物构成复合无机层,可以阻止燃烧生成的挥发物外逸,阻隔氧气与基质接触,防止熔体滴落,从而达到阻燃的目的。

当磷/硅阻燃剂使用时,在高温下,磷会催化促成炭的形成,而硅则增加这些炭层的热稳定性,从而发挥磷/硅协同阻燃效果[7],并且,用硅氧烷代替硅烷时,磷/硅的阻燃协同作用得到进一步加强,因为硅氧烷降解形成的层状二氧化硅阻止了炭层的氧化,从而提高了炭层的稳定性。

磷硅协同阻燃剂的应用环氧树脂是目前最为重要的电子化学材料之一,因此,近年来不少学者都在研究如何利用非卤阻燃剂改善环氧树脂的阻燃性能。

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