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添加型有机类阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-13 10:42:52
添加型有机类阻燃剂中的卤系阻燃添加剂在受热时分解产生的卤化氢,通过物理过程和自由基机理实现阻燃的目的。

在受热条件下,卤系阻燃添加剂发生热分解,吸收部分热量,以达到降低温度的目的,同时会释放出大量卤化氢气体,由于卤化氢气体的比重大于空气,且不可燃烧,排走空气或稀释可燃气体,是聚合材料的燃烧速度减缓或使燃烧熄灭,起到气相阻燃效果。

另外,卤系阻燃添加剂在燃烧温度下分解出 HX,HX 与聚合物燃烧时释放的高能量 HO?自由基发生反应,生成低能量的卤系自由基 X?和 H2O,X?与烃类反应再产生 HX。如此循环起到终止连锁反应的作用。

但是该阻燃添加剂处理过的材料燃烧时,会释放大量有毒、腐蚀性的卤化氢气体,从而会造成人员窒息中毒和设备的腐蚀损坏;而且由于聚合物的挥发物得不到完全燃烧,致使分解产物形成大量的炭粒,产生大量烟雾,成为火灾中很危险的因素,因此,卤系阻燃添加剂正在经受着环境保护的严峻挑战。

添加型有机类阻燃剂中的有机磷化物阻燃添加剂,主要是按凝聚相阻燃机理进行阻燃,当含有磷系阻燃添加剂的高聚物经受高温或燃烧时,含磷化合物受热分解生成磷的含氧酸,生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体,覆盖于复合材料表面隔绝氧和可燃物,同时这类酸能促进含羟基化合物的吸热脱水成炭反应,生成水和焦炭。

脱水反应是吸热反应,而且脱水生成的水蒸气能稀释氧气和可燃气体的浓度;石墨状的焦炭层导热性差,使传递至基材的热量减少,基材分解减缓;磷的含氧酸多为粘稠状的半固态物质,可在材料表面形成一层覆盖于炭层的液膜,能降低炭层的透气性和减少炭层的氧化。

另外,磷系阻燃添加剂还能发挥一部分气相阻燃作用。磷化合物受热时会生成 PO?自由基,能够捕获燃烧链式反应的 OH?,H?等。因此,有机磷系阻燃添加剂可以通过吸热冷却、气相稀释、形成隔热层和终止自由基链反应等途径,达到对材料的阻燃。



磷酸三异丙基苯酯(阻燃剂IPPP35)用途

该产品用于橡胶制品和PVC塑料阻燃输送带、电缆、氯丁橡胶、橡胶等合成橡胶的阻燃增塑剂,磷酸三异丙基苯酯阻燃剂IPPP35用途还适用于织物涂层、电路板、地板、纺织品、PVC、酚醛树脂等各个领域。

磷酸三异丙基苯酯阻燃剂IPPP35不含卤素的磷酸酯阻燃增塑剂,不会两次污染环境;在该磷酸酯品种中属粘度最低、磷含量最高的一种型号。此产品无色透明,相溶性好,用途既能阻燃又能增塑,在阻燃剂和增塑材料之间起到平衡作用,还能使加工的材料不变本色和自身的物理性能.



添加型有机类阻燃剂中的氮系阻燃添加剂:包括双氰胺、联二脲、胍类化合物、三聚氰胺及其盐类,其主要优点是无卤、低毒、低烟,对热和紫外线稳定,阻燃效率好且价廉。氮系阻燃添加剂在吸热后分解产生不燃性气体,如 NH3、H2NCN、N2、NO、NO2、CO2等,一方面可以稀释空气中的氧和聚合物受热分解产生的可燃物的浓度,同时阻燃添加剂分解过程中会吸热,降低基材表面温度;另一方面分解产生的氮的氧化物能捕捉自由基,抑制高聚物的链锁反应,从而达到阻燃的目的。

膨胀型阻燃添加剂是近年来国内外广为关注的新型复合型阻燃添加剂。其具备阻燃机制,无卤、低烟、低毒的独特特性。其阻燃机理较为复杂,吸热冷却、稀释、形成隔热层和终止自由基链反应等途径在阻燃过程中都能得到体现,其具体表现为:通过膨胀形成多孔泡沫炭的隔热层。

在较低温度下,化合物中的非双环磷产生能作为脱水剂的磷酸;反应产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使熔融体系膨胀发泡。同时,多元醇脱水炭化,形成无机物及炭残余物,且体系进一步膨胀发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层,起到阻止热传递,降低可燃性气体释放量和隔绝氧的作用,以达到阻燃目的。

膨胀型阻燃添加剂在燃烧温度下都能释放出如水及 CO2、NH3、N2、HX等不燃性气体,这些气体组份在气相中冲淡了可燃性气体的浓度,使之降到着火极限以下,起到气相阻燃效果。

膨胀型阻燃添加剂,在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热分解反应,降低聚合物基材和火焰区温度,减慢热裂解反应的速度,进而减少可燃性气体挥发量,最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件,达到阻燃目的。

有机硅系阻燃剂一般为硅酮聚合物,既是一种新型无卤阻燃剂,也是一种成炭抑烟剂。有机硅系阻燃剂国外已有应用,但用量比较少。其优点为无卤,低烟、低毒性、具备阻燃剂未来发展方向的一切特性;缺点为价格高。

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