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无机聚合物阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-27 21:35:12
聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate,简称为APP)是长链状含磷、氮的无机聚合物阻燃剂,其分子通式为:(NH4P03)n。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点。

无机聚合物阻燃剂聚磷酸铵近年来广泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂;还可用于配制膨胀性防火涂料,用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理;也用于生产干粉灭火剂,用于煤田、油井、森林大面积灭火;此外,还可作肥料用。

无机聚合物阻燃剂聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产品质量的关键,聚合度越高,阻燃防火效果越好。国内聚磷酸铵研制始于1978年,经过20多年的发展,中国聚磷酸铵生产已具有一定的基础,基本上适应了国内市场的需要。2005年中国聚磷酸铵产量超过2万t,除满足国内需求外还有少量出口。

中国聚磷酸铵生产能力主要集中于西南、华东和中南地区,以西南地区产量最大,其次为华东和中南地区。华北、东北、西北等地区很少有聚磷酸铵生产。随着聚磷酸铵消费市场的不断扩大,其产量将继续增加。

在无机阻燃剂的应用中,阴离子型层状功能材料作为阻燃剂的发展迅速。它是一类具有特殊结构的无机化合物M2+为二价离子,一般为镁,M3+为三价金属离子,An-为阴离子。这种材料简称为水滑石(LDHs)。由于水滑石独特的层状结构及层板组成和层间阴离子的可调变性,使其作为无机功能材料在催化、离子交换、吸附、医药等领域都得到了广泛的应用。

作为无卤高抑烟阻燃剂,水滑石可广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。中国镁质阴离子层状功能材料的发展起步于20世纪90年代后期,虽然发展历史较短,但发展迅速。

从中国镁资源的现状及新型阻燃剂市场的迫切需求和巨大潜力,不难判断中国镁质阴离子层状功能材料快速发展的时机已经成熟。今后5年内,中国镁质阴离子层状功能材料作为溴系阻燃剂的替代品将进入发展的高峰期。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp质量标准:

外观:白色片状结晶

含量:≥99%;

酸值(mgKOH/g):≤0.1;

游离酚:≤0.1%;

凝固点:≥47.0℃

色度(APHA):≤60;

水分:≤0.1%

密度(50℃,g/cm3):1.185-1.202


含磷添加剂主要在凝聚相中作用,阻燃机理为:①形成磷酸配作为脱水剂,并促进成炭,炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。②磷酸可吸热,因为它阻止了CO氧化为CO2,降低了加热过程。③对凝聚相形成一层薄薄的玻璃状的或液态的保护层,因此降低了氧气扩散和气相与固相之间的热量和质量传递,抑制了炭氧化过程,降低了含磷阻燃剂受热分解发生如下变化:磷系阻燃剂→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸,聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物,具有强脱水性,在聚合物表合物与空气隔绝;脱出的水气吸收大量的热,使聚合物表面阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物,经质谱分析表明,存氢原子浓度大大降低,表明PO·捕获H·,即PO·+H·=HPO。这些物质主要有红磷、聚磷酸胺、磷胺、磷酸三甲苯酯等大部分含磷化合物,可以使点燃温度升高。

氢氧化镁在340℃~490℃之间分解,吸热量为187cal/g。氢氧化镁的起始分解温度比水合氧化铝高得多,热稳定性好,具有良好的阻燃及消烟效果,特别适宜于加工温度较高的聚烯烃塑料。

Mg(OH)2用于PP时(添加量大于50%)具有良好的阻燃效果,将Mg(OH)2用于PE时,其阻燃效果优于Al(OH)3。这是因为氢氧化镁在燃烧时不仅仅进行脱水反应,还对聚合物有一定的碳化作用[16],形成一个保护层,起到阻燃作用。在相同的填充量下,不同的氢氧化铝、氢氧化镁配比其阻燃效果差别不明显,但两种复合使用比单独使用效果要好,因为虽都是脱水反应,但在分解温度和吸热量上有差别。

氢氧化镁需在更高的温度下才脱水,并同时有碳化效果。而氢氧化镁的吸热量相对小些,因其抑制材料温度上升的效果不如氢氧化铝,两者复合使用则能相互补充,其阻燃性能比单独使用效果要好。氢氧化镁具有较好的抑烟效果,含Mg(OH)2的PP试样的发烟开始时间明显延迟,其最大发烟量及4分钟后的发烟量要比卤化物/Sb2O3的PP试样低得多。因此,在适当添加量的条件下,Mg(OH)2是PP的高效消烟填料。

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