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阻燃剂与阻燃技术

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-23 16:58:04
塑料及其制品多具有可燃性,为了减少火灾的发生,常向塑料中加入一些阻燃剂以提高其抗燃性。与其它助剂相比,阻燃剂的开发和应用起步稍晚,但其发展却相当快,有些国家阻燃剂的生产量已仅次于增塑剂了。因此,研究阻燃剂与阻燃技术已成为十分重要的课题。

随着现代高新科学技术的应用,老牌的阻燃剂与阻燃技术已经远远不能满足市场对其性能的需求了,比如含卤阻燃剂在材料燃烧时放出大量的卤化氢气体,进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害。

现今阻燃剂无卤呼声日益高涨,含卤阻燃剂很难在21世纪得到较大发展,而无机含结合水的阻燃剂,如Al(OH)3、Mg(OH)2等必将向微细化及纳米化方向发展,单一阻燃剂将被复合型具有协同效应的阻燃剂替代,21世纪的新型阻燃剂与阻燃技术必将会是无卤、高效、低烟、低毒、多功能的。

高温下阻燃剂在聚合物表面形成凝聚相,隔绝了空气,阻止热传递、降低可燃性气体释放量,从而达到阻燃目的。形成凝聚相隔离膜的方式有两种:一是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质,包覆在聚合物表面,这种致密的保护层起到了隔离膜的作用,如硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征;二是利用阻燃剂的热降解产物促进聚合物表面迅速脱水碳化,形成碳化层,利用单质炭不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,达到阻燃保护的效果,如含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用。

在聚合物燃烧过程中,大量生成的游离基促进气相燃烧反应,如能设法捕获并消灭这些游离基,切断自由基链锁反应,就可以控制燃烧,进而达到阻燃的目的。卤系阻燃剂的阻燃机理就属此类。


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


阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其它吸热反应,降低聚合物表面和燃烧区域的温度,防止热降解,进而减少了可燃性气体的挥发量,最终破坏维持聚合物持续燃烧的条件,达到阻燃目的。Al(OH)3和Mg(OH)2及硼类无机阻燃剂颇具代表性。

将现有的阻燃剂进行复配,使各种作用机理共同发生作用,达到降低阻燃剂用量并起到更好的阻燃效果。如将氧化锑与有机卤化物阻燃剂的协同使用,可构成一种非常有效的阻燃体系,作用于燃烧的可燃物时,使有机卤化物放出氢卤酸或卤素,再与氧化锑反应产生三卤化锑或卤化锑酰(SbOX),这些锑化合物具有阻燃作用,其中产物SbX3的阻燃作用很大,它能形成一种惰性气体,减少可燃物与氧气接触,使炭覆盖层生成;高温下SbX3挥发进入火焰中,分解成各种锑化物和卤素游离基,它们改变了火焰的化学性质,消耗了火焰的能量,从而达到阻燃的目的。

有机磷系阻燃剂是与卤系阻燃剂并重的有机阻燃剂,品种多、用途广,20世纪70年代初,有机磷阻燃剂在美国有机阻燃剂市场上就已占到总销量的50%以上。目前主要应用的品种有磷酸酯类如异癸基二苯基磷酸酯、2 乙基己基二苯基磷酸酯磷酸三异丙苯酯等;膦酸酯类,如双 (2 氯乙基) 乙烯基膦酸酯;盐类,如美国Cyamaide公司开发的CyagardAF 1、乙撑双[三(2 氰乙基)溴化磷盐];含磷二元醇和多元醇类,如N,N 双 (2 羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯、FMC公司生产的主要产品FR D和FR T等。

随着聚氨酯、聚烯烃以及各种工程塑料阻燃要求的提出,相继又出现了一系列相容性好、稳定性高的新型大分子量或聚合物型有机磷阻燃剂。例如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。

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