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新型无卤阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-7 15:22:25
可膨胀石墨是近年来出现的一种新型无卤阻燃剂,它由天然石墨经化学处理而成。其阻燃机理为:在瞬间受到200℃以上高温时,由于吸留在石墨层间点阵中的化合物分解,石墨沿着结构的轴线呈现出数百倍的膨胀,并在1100℃时达到最大体积,体积最大可扩大280倍。利用这一特性在火灾发生时通过体积瞬间扩大将火焰熄灭。

杨永芳等用新型无卤阻燃剂可膨胀石墨阻燃聚乙烯,当可膨胀石墨的添加量为30份的时候聚乙烯的氧指数达到27以上,然而聚乙烯的力学性能却变得很差,拉伸强度降到9MPa以下。

Xie等对膨胀石墨协同多种新型无卤阻燃剂阻燃聚烯烃进行了研究后发现EGΠHFFRΠPO体系的热氧稳 定性和氧指数都有明显提高,而燃烧时的HRR则有明显降低。最后作者利用EVA做相容剂制备了力学性能和阻燃性能均非常优异的材料。

Xie等利用FTIR、XPS、WXAD对可膨胀石墨协同膨胀性阻燃剂阻燃LLDPE进行了研究发现:(1)LLDPE高温下的裂解导致其主链的断裂以及各种热氧产物的生成;(2)LLDPE的降解随着可膨胀石墨的加入而变缓,随着热氧降解的时间的延长,温度的升高而加剧;(3)WAXD测试表明LLDPEΠEG和LLDPEΠEGΠHFFR的晶态结构在热氧降解过程中已经被部分或完全破坏了,而LLDPEΠEGΠHFFR晶体结构的改变是由于LLDPE链的断裂和FR的反应产物的分解引起的。

聚乙烯阻燃的问题已经越来越受到人们的重视。卤系阻燃剂虽然有添加量少,对制品物理力学性能影响小等优点,但由于其容易产生二次污染,因而其使用会受到越来越多的限制。而目前的无卤阻燃剂虽然在阻燃效果、同树脂基体的相容性等方面还有所不足,但许多新型的阻燃剂正在不断地被开发出来克服上述的不足之处。

比如磷酸铵和多聚磷酸铵及其相应的膨胀型阻燃剂是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域,作为无卤阻燃剂,其前景十分广阔。但解决其热稳定性、耐水性、喷霜性、加工性等不足仍是未来值得研究的课题。


磷酸三苯酯tpp生产工艺

三氯氧磷直接法(热法)和三氯化磷间接法(冷法)。

(1)热法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,在不超过10℃以下,缓缓加入三氯氧磷,然后在回流湿度下反应3-4h,冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,用于燥硫酸钠脱水,过滤除硫酸钠,常压下蒸馏回收苯;减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分,经冷却、结晶、粉碎即得成品。

 ( 2 )冷法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,然后于40℃下滴加三氯化磷生成,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。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法:常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。

不溶性多聚磷酸铵阻燃剂,用一种带有能同蜜胺上活泼氢反应得官能团的化合物处理蜜胺涂覆的铵盐颗粒,使颗粒表面形成一种粘合剂,然后颗粒粘合在一起,得到粒度大于15μm的多磷酸盐颗粒,这种阻燃剂的化学性质稳定。总之,无公害、无二次污染型的阻燃剂是今后聚乙烯用阻燃剂研究和发展的趋势。

王丽丽等使用羟基硅油处理Mg(OH)2和Al(OH)3,使用处理后的Mg(OH)2和Al(OH)3高填充PEΠATHΠMH(ATH∶MH=2∶1)体系在氧指数提高的同时,材料的冲击强度和断裂伸长率都有了大幅度的提 高,使材料的断裂形式从脆性断裂转变为韧性断裂。

火灾发生时,含卤阻燃材料在阻燃过程中会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,造成成二次危害。2003年2月,欧盟颁布了RoHs( The Restriction of Hazardous Substancesin Electrical and Electronic Equip-ment,Directive 2002/95/EC)和WEEE(Waste Electri-cai and Electronic Equipment,Directive 2002/96/EC)两个指令,前者是关于在电子电气设备中限制和禁止使用某些有毒、有害物质和元素的指令,后者是关于回收废弃电子电气设备的指令。这两个指令于2004年8月转换成欧盟15个成员国的法律(法规),WEEE指令于2005年8月生效,RoHs指令于2006年7月生效。

西欧即将在建材等行业实行新的阻燃分类方法和测试标准,中国也已报批建筑材料及制品燃烧性能等级的国家标准,此标准与上述的西欧新标准具有共同的特点,即在评价材料阻燃性能上,强调了释热速率、火灾发展速率、生烟性及燃烧产物的腐蚀性和毒性等,为了通过这类新标准,传统的卤系阻燃材料将显得无能为力,人们将转向使用成炭阻燃塑料(特别是膨胀型阻燃塑料)和热固性阻燃塑料,这也是符合RoHS指令对有害物质的限制和禁止使用要求的。

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