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常見的阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-9-11 17:31:50 |
本文介紹一些常見的阻燃劑。
一般的阻燃劑與基體樹脂的相容性較差，影響了填加量及阻燃效果。為此，用帶有功能基團(tuán)的高分子化合物作為阻燃劑，能夠起到與樹脂相容性好，制品性能好，阻燃時效長等良好效果。
常見的阻燃劑中鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一，在上世紀(jì)70 年代至80 年代中期，經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的黃金時代。迄今為止，含鹵阻燃劑高聚物材料，如聚氯乙烯（PVC）、氯丁橡膠（CR）和由含鹵有機(jī)阻燃劑阻燃的高聚材料，還在廣泛的使用。目前，溴系阻燃劑是應(yīng)用范圍最廣的阻燃劑之一，溴系阻燃劑的優(yōu)點(diǎn)在于對復(fù)合材料的力學(xué)性能幾乎沒有影響。
根據(jù)阻燃機(jī)理，溴系阻燃劑能顯著降低燃?xì)庵蠬Br的含量，而且該類阻燃劑與基體樹脂相容性好，即使在苛刻的條件下也無析出現(xiàn)象。其分解溫度在200℃-300℃的范圍內(nèi)，與各種高聚物的分解溫度相匹配，因此能起到良好的阻燃作用，具有添加量小、效果好的優(yōu)點(diǎn)，并且溴系阻燃劑的性能和價格具有很大的優(yōu)勢。
雖然溴系阻燃材料顯示了優(yōu)越的阻燃性，但是它對環(huán)境和人的危害是不可忽視的。在崇尚“綠色”生活、和諧社會的現(xiàn)階段，國內(nèi)外對于溴系阻燃劑的爭論從沒有停息過，其焦點(diǎn)問題就是多溴二苯醚（PBDPO）在燃燒時是否會產(chǎn)生有毒、致癌的多溴代二苯并呋喃（PBDF）和多溴代二苯并二惡英（PBDD）。
但是，十溴二苯醚類阻燃劑經(jīng)過中立機(jī)構(gòu)的反復(fù)測試，結(jié)果表明這些產(chǎn)品都能通過嚴(yán)格的德國《二惡英條令》和美國環(huán)保局的相關(guān)規(guī)定，即沒有產(chǎn)生PBDF 和PBDD 的危險。因此，十溴二苯醚類阻燃劑在歐美大部分國家依然暢銷，被使用在多種高聚物之中。在我國使用的溴系阻燃劑中，十溴二苯醚的生產(chǎn)量年增速率最快，使用量也最大。
常見的阻燃劑中有機(jī)磷系阻燃劑是與鹵系阻燃劑并重的有機(jī)阻燃劑,它品種多、用途廣僅次于鹵系阻燃劑。磷系阻燃劑中紅磷應(yīng)用較多，但其易吸潮、與樹脂相容性差、易產(chǎn)生PH3 氣體使被阻燃制品染色等缺點(diǎn)，使得紅磷直接應(yīng)用于聚合物阻燃受到極大限制。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)
外觀：純凈的磷酸三(2-氯乙基)酯為無色或淡黃色油狀透明液體，具有淡奶油味。
折光率（n20D）1.4731
沸點(diǎn)194℃，閃點(diǎn)225℃
凝固點(diǎn)-64℃
分解溫度240-280℃
粘度38-47厘泊（20℃）
磷含量10.8%
氯含量37.3%,與一般有機(jī)溶劑（如醇、酮、芳烴、氯仿等）相溶，不溶于脂肪族烴，幾乎不溶于水、且水解穩(wěn)定性良好，在堿性溶液中有少量分解，本品無明顯腐蝕性。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)用途
1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有極佳的阻燃性，優(yōu)良的抗低溫性及抗紫外線性，其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)燃方可燃燒，但移走火源則即刻自熄。以本品為阻燃劑不但可提高被阻燃材料的材料級別，而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗靜電性。常用于阻燃以硝基纖維和醋酸纖維為基材的油漆涂料，不飽和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛樹脂等，也可用于軟質(zhì)聚氯乙烯的增塑阻燃劑。本品用于不飽和聚酯添加量為10%～20%，在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚為原料)中可為10%左右，在軟質(zhì)聚氯乙烯中用作輔助增塑阻燃劑時為5%～10%。阻燃劑、鈾、釷、钚、锝等稀有金屬的分離溶劑或萃取劑。
2.本品廣泛用于化纖織物、醋酸纖維素作阻燃劑，除具有自熄性外，還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性。一般用量5～10份。本品為合成材料的優(yōu)良阻燃劑，兼具有良好的增型作用，廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維清漆、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛樹脂等，所制得的產(chǎn)品除具有自熄性外，還可改善制品的物理性能，制品手感柔軟，也可稱為石油添加劑和稀有元素的萃取劑，并且還是阻燃橡膠輸送帶的主要阻燃材料，一般添加量為5%～10%。
3.用作添加型鹵代磷酸酯類阻燃劑和增塑劑。分子中同時含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纖維素涂料的阻燃劑、聚氯乙烯阻燃性增塑劑、金屬萃取劑、汽油添加劑及聚酰亞胺加工助劑等。能夠改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗靜電性。參考用量5%～20%.
和紅磷等無機(jī)磷阻燃劑相比，有機(jī)磷阻燃劑對對聚合物的物理機(jī)械性能影響較小，并且和聚合物的相容性好。目前，有機(jī)磷阻燃劑和聚磷酸銨廣泛應(yīng)用于各種防火涂料中。有機(jī)磷阻燃劑通常具有阻燃增塑雙重功能，可以替代鹵系阻燃劑，使阻燃完全實(shí)現(xiàn)無鹵化。
還可以改善塑料成型中的流動性能，抑制燃燒后的殘余物，使產(chǎn)生的毒性氣體和腐蝕性氣體減少。因此，有機(jī)磷阻燃劑近年來倍受青睞。有機(jī)磷阻燃劑包括磷（膦）酸酯、亞磷酸酯、有機(jī)磷鹽、氧化膦、含磷多元醇等，但應(yīng)用最多的則是磷（膦）酸酯及其齊聚物。
聚磷酸銨，是當(dāng)前我們應(yīng)用較多的一種高分子磷系阻燃劑，廣泛應(yīng)用于各種防火涂料之中。聚磷酸銨屬于膨脹型無鹵阻燃劑，燃燒煙霧少，一般不產(chǎn)生有毒氣體，加工時也不會腐蝕設(shè)備，而且由于膨脹作用制作的阻燃材料往往不燃燒時往往不產(chǎn)生滴落物，這個尤其對于聚烯烴類燃燒容易產(chǎn)生滴落物的樹脂非常適用。
目前，市售的APP（包括高聚合度的）還沒有完全克服其容易吸潮、不耐高溫的缺點(diǎn)。就算對其進(jìn)行改性制成膨脹型阻燃劑，即使應(yīng)用在聚烯烴等加工溫度比較低、工藝比較簡單的材料中，也會有材料的可回收和耐熱性方面的問題。
據(jù)報道，新近研制出的磷系無鹵阻燃PC/ABS合金、無鹵阻燃PA及無鹵阻燃PC，由于價格較高，并且存在著耐熱性較差、揮發(fā)性較大、相對分子質(zhì)量小、惡化塑料的熱變形溫度等缺點(diǎn)而無法全面推廣應(yīng)用。
磷—氮系阻燃劑不含鹵素,也不采用氧化銻為協(xié)效劑,含有這類阻燃劑的高聚物受熱時,表面能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層,起到隔熱、隔氧、抑煙的作用,并防止產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象,故具有良好的阻燃性能。人們又稱這類阻燃劑為膨脹型阻燃劑。
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