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高聚物（塑料、纖維、橡膠）用阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-9-12 15:28:58 |
本文介紹高聚物（塑料、纖維、橡膠）用阻燃劑。
對(duì)于高聚物（塑料、纖維、橡膠）的阻燃，上世紀(jì)70年代要求的只是阻燃（即防火），80年代則同時(shí)要求阻燃和抑煙，90年代則還要求阻燃系統(tǒng)無(wú)毒。
進(jìn)入新世紀(jì)后，在選擇彈性材料的阻燃技術(shù)和阻燃系統(tǒng)時(shí)，環(huán)境效應(yīng)更是必須考慮的重點(diǎn)。所以，現(xiàn)在采用的高聚物（塑料、纖維、橡膠）用阻燃劑，是盡量實(shí)現(xiàn)高效（防火）、低煙、低毒，并對(duì)環(huán)境友好。
橡膠采用的阻燃方法一般有下述幾種。（1）以物理方式加入在氣相或凝聚相或同時(shí)在兩相發(fā)揮阻燃功效的阻燃劑，且通常是采用由多種阻燃劑組成的復(fù)合協(xié)效阻燃系統(tǒng)；（2）加入成炭劑及成炭催化劑，以提高橡膠在高熱下的成炭率；（3）與其他高聚物（包括橡膠）共混改性；（4）以物理或化學(xué)手段，提高橡膠的交聯(lián)度；（5）與納米無(wú)機(jī)物復(fù)配成橡膠/無(wú)機(jī)物納米復(fù)合材料；（6）在橡膠大分子中引入阻燃元素（鹵、磷、氮等）制備本質(zhì)阻燃橡膠。但在現(xiàn)階段，阻燃橡膠仍以第一種方法為主，第二種及第三種方法也時(shí)有采用，但后面三種方法，或者由于工藝，或者由于成本，或者由于其他原因，尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
到現(xiàn)在為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)橡膠的阻燃，相當(dāng)大部分仍采用鹵-銻阻燃系統(tǒng)，所用鹵系高聚物（塑料、纖維、橡膠）用阻燃劑主要為氯蠟-70及氯蠟-50，還有溴系阻燃劑中的十溴二苯鍵、六溴環(huán)十二烷、四溴雙酚A、十溴二苯基乙烷等。
鹵-銻系統(tǒng)主要是通過(guò)在氣相捕獲活潑自由基而發(fā)揮阻燃功效，阻燃效率高，性/價(jià)比優(yōu)異。但此系統(tǒng)由于煙和有毒氣體生成量高，特別是由于dioxin問(wèn)題，加上有些鹵系阻燃劑本身也危害人類健康和環(huán)境，所以鹵-銻系統(tǒng)正為人們審慎對(duì)待，日益不為人所歡迎。
中文名稱：磷酸三(2-氯乙基)酯,三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)
英文名稱：Tris(2-chloroethyl) phosphate
中文別名：三氯乙基磷酸酯阻燃增塑劑;;磷酸三(β-氯乙酯);2-氯乙基磷酸雙(2-氯乙基)酯;三(β-氯乙基)磷酸酯;磷酸三(2-氯乙基)酯;TCEP;磷酸三氯乙酯
CAS RN：115-96-8
EINECS號(hào)：204-118-5
分 子 式：C6H12Cl3O4P
分 子 量：285.4898
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(jí)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(shù)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(shí)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(shù)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(shí)含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對(duì)紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹(shù)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%.
現(xiàn)在，正在評(píng)估若干鹵系阻燃劑的危害性，根據(jù)已有的評(píng)估結(jié)果，歐盟于2003年1月頒布了RoHS指令，要求從2006年7月10起，在歐盟國(guó)家新上市的電子-電氣產(chǎn)品中，禁用五溴和八溴二苯醚。至于在阻燃橡膠中使用廣泛的十溴二苯醚及鹵蠟，前者經(jīng)評(píng)估未發(fā)現(xiàn)其對(duì)環(huán)境和人類健康的明顯危害，后者的評(píng)估則尚在進(jìn)行中。在阻燃橡膠中逐步推廣使用無(wú)鹵阻燃系統(tǒng)，乃是必然的趨勢(shì)，所以尋求鹵系阻燃劑代用品的研究近20年來(lái)一直為人重視。
無(wú)機(jī)金屬水合物是使用最多的高聚物（塑料、纖維、橡膠）用阻燃劑（也是填料）之一，其中最主要的是氫氧化鋁（ATH）和氫氧化鎂（MH）。它們無(wú)毒、低煙、價(jià)廉，對(duì)環(huán)境友好，但其阻燃效率較低，需要的添加量大。例如，對(duì)天然橡膠，加入75phr的MH和5phr的紅磷，被阻燃橡膠的氧指數(shù)可達(dá)35％，UL94阻燃性達(dá)V-O級(jí)。對(duì)聚烯烴橡膠，欲使其氧指數(shù)達(dá)40％，應(yīng)加入170phr的MH。對(duì)三元乙丙橡膠，加入150～200phr的ATH或MH時(shí)，可具有UL94V-0阻燃級(jí)。但如在阻燃橡膠中采用ATH或MH作為消煙劑，則15～30phr即可湊效。
為了有效發(fā)揮ATH及MH在橡膠中的阻燃效能，通常采取如下措施。（1）與其他阻燃劑并用，構(gòu)成協(xié)效系統(tǒng)。例如5～10phr的紅磷（包覆型）即可較大幅度提高ATH及MH的阻燃效率。另外，在某些情況，ATH與MH間也存在協(xié)效作用。如在乙烯-丙烯酸酯彈性體中加入50phrATH及50phr的MH,材料的生煙量低，具UL94V-O阻燃級(jí)。（2）采用表面改性的ATH及MH，且對(duì)不同的橡膠宜采用不同的表面改性劑。（3）應(yīng)有適當(dāng)?shù)牧６燃傲６确植?。?）用于阻燃橡膠線纜料時(shí)，要特別注意少量雜質(zhì)對(duì)材料電氣性能的影響。
從環(huán)保及其他一些因素考慮，在阻燃高聚物中增大ATH及MH的使用量是適宜的，在阻燃橡膠中也是如此。
在阻燃橡膠中，磷系阻燃劑也是用得較多的，主要的有聚磷酸銨（APP）、紅磷、三芳基磷酸酯、三烷基磷酸酯、鹵代磷酸酯等。APP同時(shí)含磷及氮，它可單獨(dú)用于阻燃橡膠（但效果欠佳），但更常作為酸組分構(gòu)成膨脹型阻燃劑用于阻燃橡膠。例如，70％乙丙膠、20％AAP、8％三嗪化合物及2％其他助劑組成的系統(tǒng)，具有UL 94V-O阻燃級(jí)。
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