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有机硅阻燃剂与磷系阻燃剂的联系 制备纳米阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2014-4-2 21:28:39
 

      磷系阻燃剂不仅具有高效、多功能的特点,且安全环保,是目前卤系阻燃剂最主要的替代品种。有机硅阻燃剂与磷系阻燃剂同样具有良好的协同阻燃效果。

       聚磷酸铵(APP)是典型的无机磷系阻燃剂,常用作自熄材料的阻燃剂或膨胀型阻燃涂料的添加剂:但其热稳定性较低,在熔融状态或较低温度下加工时,会在塑料中产生泡沫,从而导致应用面不广。在APP及其组成的膨胀型阻燃体系中加入有机硅阻燃剂,不仅具有显著地阻燃增效作用,还能使APP的热稳定性提高l7~ 3l℃ ;将其用于聚丙烯(PP)的阻燃,可减少阻燃剂的用量,且对聚丙烯材料的机械性及电性能的影响甚小。

       硅橡胶、脂肪酸盐与赤磷也可组成阻燃增效体系,8%的添加量即使高密度聚乙烯(HDPE) 的极限氧指数(LOI)达到27.5%,燃烧速度 (分别用水平燃烧法和垂直燃烧法测定的燃烧速度)均为15 mm/min,且无熔滴性。

  将含硅、磷元素的反应型单体与被阻燃聚合物的单体一起反应,可制备含硅倩的本质阻燃共聚物(指利用聚合、接枝等技术将阻燃元素导入高聚物分子的主链、侧链等部位,制成不用添加其它阻燃剂即具有阻燃性能的阻燃聚合物)。这种分子结构使硅、磷两种元素的阻燃协同作用进一步加强,阻燃效果比添加型好,现已引起人们的密切关注。G.H.Hsiue等人在这方面进行了深入地研究,并合成出如下4种含硅和磷元素的反应型单体。

  纳米阻燃剂多是氧化物(CuO、ZnO、Fe2O3等)和复合化合物,其制备的方法多采用制备纳米粒子的液相法。通常的液相法有:直接沉淀法、溶胶—凝胶法、共沉淀法。此外,还有微波合成法、电弧法等。

  1 直接沉淀法
  在金属盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下生成沉淀析出,将阴离子除去,沉淀经洗涤、热分解等处理可制得超细产物。选用不同的沉淀剂可得到不同的沉淀产物,常见的沉淀剂为NH3·H2O、NaOH、(NH4)2CO3、NaCO3、(NH4)2C2O4等。如王志强等以工业氯化镁、氨水为前驱体,在水—乙醇体系下可合成粒度为100nm~200nm氢氧化镁超细粉体。用氨水从氯化镁溶液中沉淀出Mg(OH)2,可得到高分散氢氧化镁。

  2 溶胶—凝胶法
  易于水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐),在某种溶剂中与水发生反应,经过水解与缩聚过程逐渐凝胶化,在经过干燥烧结后处理得到所需材料。如尹荔松等将SbCl3粉晶溶于无水乙醇中,磁力搅拌充分溶解后,往溶液中缓慢滴入去离子水,并不断搅拌即得乳胶状白色沉淀,然后用水多次倾析,并经过滤洗涤,干燥后即得Sb2O3粉末。

  3 共沉淀法
  将两种金属盐溶液按化学式计量混合,加入一定量的可溶性无机碱,如NaOH、KOH、NH3·H2O等作为沉淀剂,将所得沉淀过滤,用去离子水洗涤数次以后,将产物于高温下煅烧可得到最后产物。如以双羟基复合金属盐氧化物(LDH)为例,称取一定量的Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于一定量的去离子水中配成混合盐溶液,另称取一定量的NaOH和Na3CO3溶于一定量的去离子水中配成混合碱溶液。将两种溶液在全返混旋转液膜成核反应器中迅速混合,剧烈循环搅拌1min,将浆液于一定温度下晶化6h,过滤、洗涤、干燥得镁铝LDH。

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