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有机磷酸酯阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-20 13:15:50
有机磷酸酯阻燃剂是近年来阻燃剂的重要发展方向之一。

目前已经研究和开发了含卤聚磷酸酯,其分子量为611-810,磷含量大于10%,具有较好的阻燃性和耐热性。美国大湖公司,日本大八化学公司,日本酯有限公司等也开发了芳香族据磷酸酯阻燃剂。目前,国内有福州大学王良恩,南京理工大学王新龙,北京理工大学欧育湘为带头人的国家阻燃重点实验室等人以及单位在对其合成、性质和应用等方面进行研究。

据文献报道至今国内还没有工业化生产。国内目前所使用的都是从国外进口的,价格较高,市场需求比较大。因此考查合成中的各个因素产品收率的影响,得出具体的数据,设计合理的合成工艺,并在国内实现该系列产品的工业化,具有很大的实际意义。

以三季戊四醇、为反应原料,氢氧化钠为催化剂,采用非溶剂酯交换一步法合成的三季戊四醇亚磷酸酯膨胀型阻燃剂具有优良的阻燃性能。而以三溴苯基缩水甘油醚为阻燃单体,与环氧丙烷/环氧氯丙烷共聚制备具有阻燃特性聚醚多元醇,再与亚的酯交换反应和重排反应,合成了新型聚醚多元醇亚磷酸酯(PEPP)高分子阻燃剂,则是一种热稳定性高,阻燃效果好,同时兼有增塑剂和抗氧剂功能的新型阻燃剂。

由丙三醇和环氧氯丙烷以及烯丙基缩水甘油醚共聚而成的低摩尔量聚醚多元醇与亚的反应,可以合成具有水溶性和光固化特点的聚醚多元醇亚磷酸酯阻燃剂,用此方法合成的阻燃剂还具有抗老化和增塑功能。

鉴于有机磷酸酯阻燃剂多为液体,具有挥发性大、发烟量大、热稳定性能较差和毒性较大等特点,因此今后的研究方向应该是:1)大力开发大分子量混合型和齐聚型有机磷酸酯阻燃剂,进一步降低挥发性,提高热稳定性;2)开发具有多重功能的,如阻燃、增塑、抗震、防水等不同应用范围的阻燃剂;3)开发具有多官能团的磷酸酯阻燃剂,如开发集含卤、含磷和含氮3种元素或2种元素于一体的磷酸酯阻燃剂,进一步提高阻燃性能;4)开发高效低毒、对材料性能影响小的新型环状或螺环磷酸酯阻燃剂。


磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚,利用三氯氧磷直接热法和三氯化磷冷法磷 ,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tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。


CN-1197,系季戊四醇基磷酸酯阻燃剂,可用于环氧和不饱和聚酯树脂等复合材料的阻燃;以CN-1197为中间体衍生出一系列新阻燃剂,如采用CN-1197与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯,与聚磷酸铵复配,可用于聚丙烯的阻燃,效果十分显著。

王玉忠等合成了聚苯基膦酸二苯砜酯(PSPPP)、聚苯基膦酸二苯偶氮酯(PAPPP)及聚苯基膦酸双酚A酯 (PBPPP)。PSPPP系采用双酚S和苯膦酰二氯为原 料,用熔融缩聚的方法合成,数均分子量超过104,该产品具有很高的热稳定性,对PET具有极好的阻燃作用;PAPPP则是以苯膦酰二氯和对氨基苯酚为原 料,经重氮化和界面缩聚反应制得,该化合物具有较低的分解温度和高残余量,具有良好的阻燃性; PBPPP则是以苯膦酰二氯和四溴双酚A为原料,经 熔融缩聚反应合成,产品具有较高的分子量、较好的热稳定性,对PET具有较好的阻燃性。

纵观近年来的阻燃剂研究开发与发展状况,可 以看出其正逐步向环保化、低毒化、高效化、多功能化等方向发展,超细化技术、微胶囊化技术、复配协同技术、交联技术以及大分子技术等阻燃剂研究开发新技术将不断得到发展,我国应顺应世界塑料阻燃剂的发展潮流,提高开发创新能力,推动我国阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化方向发展。

就产量的年增长率而言,阻燃剂位居各种塑料助剂的前列。由于阻燃材料应用领域的拓展和人类生存环境的需求,具有多重阻燃效用(气相、凝聚相阻燃)及低烟、低毒的新型阻燃剂合成和阻燃技术的研究已成为当今阻燃剂的重要研究方向。生活建筑材料在日常生活和生产中占据着越来越重要的位置,但由于其易燃性和低燃点引起的火灾给人们带来了惨重的损失,因此阻燃剂的研究十分必要。

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