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常用阻燃劑的阻燃機(jī)理
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-11-1 11:45:47 |
本文具體地分析幾種常用阻燃劑的阻燃機(jī)理。
常用阻燃劑的阻燃機(jī)理之鹵化物阻燃劑。鹵化物阻燃劑的阻燃機(jī)理為氣相機(jī)理。含鹵阻燃劑受熱分解產(chǎn)生鹵離子；活潑的鹵離子又通過(guò)反應(yīng)生成HX；HX與OHH反應(yīng)消耗氫根自由基后．使燃燒的連鎖反應(yīng)受到抑制，燃燒速度減慢，以致使火焰熄滅。由于含氯阻燃劑結(jié)合能比溴化物大，與OH反應(yīng)速度慢，所以氯系阻燃劑阻燃效果不如溴系阻燃劑好。
常用阻燃劑的阻燃機(jī)理之磷系阻燃劑。磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理是凝聚相機(jī)理。一般認(rèn)為，有機(jī)磷系阻燃劑在固相和液相中均能發(fā)揮阻燃作用。在燃燒時(shí)，磷化合物先生成磷酸的非燃性液態(tài)膜，緊接著磷酸又進(jìn)一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進(jìn)而聚合成聚偏磷酸。在這個(gè)過(guò)程中，不僅磷酸生成的液態(tài)膜起覆蓋作用，而且聚偏磷酸是強(qiáng)酸和強(qiáng)脫水劑，可使高分子材料脫水而炭化。這種炭膜隔絕了空氣，從而使磷化物發(fā)揮了更好的阻燃作用。
三氧化二銻單獨(dú)使用時(shí)沒(méi)有阻燃效果，如與鹵化物并用即有阻燃作用。這是因?yàn)槿趸R和鹵素進(jìn)行反應(yīng)生成銻的鹵化物和氧鹵化物。在氣相中燃燒時(shí)，銻的鹵化物可使自由基反應(yīng)中止．顯示出阻燃效果。
鋁的水合物在250℃以上受熱分解時(shí)能生成氧化鋁和水，稀釋了火焰區(qū)氣體濃度，同時(shí)每摩爾A1(OH)3要吸收熱量1.9kJ，也起冷卻作用。在各種鋁的水合物中A1(OH)3吸熱量最大，而且有利于形成炭化層，因而阻燃效果也最好。
常用阻燃劑的阻燃機(jī)理之環(huán)氧樹(shù)脂阻燃技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用。GIng—HoHBiue等人”對(duì)含磷／硅環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能作了研究，證明了磷/硅在提高環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性能和極限氧指數(shù)方面具有協(xié)同效應(yīng)。在燃燒時(shí)磷提供形成炭化層的趨勢(shì)，而硅則使炭化層的熱穩(wěn)定性得到提高，兩者均表現(xiàn)出各自在阻燃方面的貢獻(xiàn)。這種協(xié)同效應(yīng)使環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)從26提高到36。另外，磷／硅在阻燃方面的協(xié)同效應(yīng)還可以通過(guò)用硅氧烷代替硅烷而得到進(jìn)一步的提高。氧指數(shù)可達(dá)到45。其機(jī)理主要在于連續(xù)地產(chǎn)生二氧化硅層使得炭化層的熱氧化量減少。
磷酸三苯酯tpp生產(chǎn)工藝
三氯氧磷直接法（熱法）和三氯化磷間接法（冷法）。
（1）熱法 將苯酚溶解在吡啶和無(wú)水苯溶劑中，在不超過(guò)10℃以下，緩緩加入三氯氧磷，然后在回流濕度下反應(yīng)3-4h，冷卻至室溫后，反應(yīng)物經(jīng)水洗回收吡啶，用于燥硫酸鈉脫水，過(guò)濾除硫酸鈉，常壓下蒸餾回收苯；減壓蒸餾收集243-245℃/1.47KPa的餾分，經(jīng)冷卻、結(jié)晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 將苯酚溶解在吡啶和無(wú)水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進(jìn)行水解生成磷酸三苯酯。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進(jìn)行減壓蒸餾得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等雜質(zhì)。用乙醇或乙醇與溶劑汽油的混合液進(jìn)行重結(jié)晶精制。
通常，鹵素／三氧化二銻被證明能在環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃中起到很好的協(xié)同效應(yīng)，但是燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙。xMxlaot6ng等學(xué)者“，研究發(fā)現(xiàn)，用MoO2來(lái)代替三氧化二銻可以有效地減少煙的產(chǎn)生，同時(shí)還可增強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。他們以雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為研究對(duì)象，用甲基四氫化苯基氫化物作固化劑，2—乙基—4—甲基咪唑作為促進(jìn)劑。
芳香溴與氧化銻聯(lián)合阻燃技術(shù)被廣泛應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂阻燃體系。但是，該體系存在的主要問(wèn)題在于產(chǎn)品燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒和有腐蝕性的氣體?；谶@個(gè)問(wèn)題，D．DeMel等人“利用二烷基(或芳基)磷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性．研究結(jié)果表明，通過(guò)雙酣A環(huán)氧丙基醚與二烷基(或芳基)磷進(jìn)行化學(xué)合成，再以4，4’—二胺二苯基砜作為固化劑可以產(chǎn)生很好的阻燃效果，有效地克服了上述阻燃體系的弊病，氧指數(shù)最高可達(dá)到31。
G126—HobIMe等人“對(duì)含磷環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能進(jìn)行了研究。他們采用了2種含磷的二胺混合物：雙—(4—苯胺基)—苯基氧化磷和雙—(3—苯胺基)—苯基氧化磷作為固化劑e實(shí)驗(yàn)用環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧828和環(huán)氧1510。
為了提高其磷成分的含量，雙(環(huán)氧丙基)苯基氧化磷也被采用，這2種二胺固化劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃方面的作用很相似。從熱解質(zhì)量分析(TGA)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，所有的含磷環(huán)氧樹(shù)脂的炭層產(chǎn)量都很高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明、它們的極限氧指數(shù)可以達(dá)到33～51，具有很高的阻燃作用。
有研究者用丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂阻燃配方，用三氧化二銻與鹵化物并用作阻燃劑。將各組分用三輥機(jī)混合均勻后，制成光固化阻焊劑油墨。用300目聚配網(wǎng)版將該油墨印刷在銅箔刻蝕的酪絕緣基材上，在80w高壓水銀燈照射下，以15cm距離、1000mJ／cm2光量使之固化，所制得阻焊劑膜經(jīng)測(cè)試可達(dá)到UL—94V—0級(jí)阻燃標(biāo)準(zhǔn)。
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