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含磷聚合物阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-12-23 16:58:24 |
研究了新型富芳香結(jié)構(gòu)的含磷聚合物阻燃劑聚苯基磷酸(9，10-二氫-9-氧雜-10-膦酰雜菲)苯撐酯的合成及其對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂(ER)、不飽和聚酯樹(shù)脂(USPE)的阻燃性能的影響。
這種含磷聚合物阻燃劑是由2-(6-氧-6氧-膦酰雜菲)1，4-對(duì)苯二酚與苯膦酰二氯通過(guò)熔融縮聚獲得。將磷含量為13.8%的聚苯基磷酸(9，10-二氫-9-氧雜-10-膦酰雜菲)苯撐酯添加到環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂中，結(jié)果表明該聚合物對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂具有良好的阻燃性能，含量只需達(dá)到2%即磷含量只需達(dá)到0.28%時(shí)氧指數(shù)LOI可達(dá)28，阻燃性UL-94可達(dá)到VO級(jí)。
近幾十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料、橡膠、合成纖維等聚合物材料在航天工程，交通運(yùn)輸，電子電器乃至日用品等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是大多數(shù)聚合物具有易燃、可燃性，有的還產(chǎn)生大量的濃煙利有毒氣體，造成對(duì)環(huán)境的危害，造成社會(huì)財(cái)富的巨大損失，對(duì)人們的生命安全構(gòu)成巨大的威脅。
在火災(zāi)事件中，由高分子材料著火所致占相當(dāng)大的比例。因此，研制高分子材料用的阻燃劑，特別是對(duì)環(huán)境友好的無(wú)鹵阻燃劑更是各國(guó)高分子材料阻燃化的研究熱點(diǎn)。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，阻燃技術(shù)正經(jīng)歷1個(gè)新的發(fā)展階段，除了需要阻燃劑滿足低的火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒌蜔?、低毒等基本要求外，還需要滿足高效、含量少、阻燃劑的引入不會(huì)導(dǎo)致高分子材料原有的性能過(guò)度惡化等要求。因此，近年來(lái)高效、低煙、低毒、無(wú)塵或少塵構(gòu)成了阻燃材料領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題，也足國(guó)際上阻燃劑發(fā)展的主要方向。
本文合成了1種高含磷量無(wú)鹵添加型阻燃劑，并對(duì)這種新型阻燃劑添加到環(huán)氧捌脂、不飽和利脂中的阻燃性能進(jìn)行了討論。
實(shí)驗(yàn)主要原料：9，10-二氫-9氧雜-10磷酰雜菲(DOPO)和苯膦酰二氯，工業(yè)品，使用前經(jīng)提純；對(duì)苯醌，分析純，都化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；環(huán)氧樹(shù)脂E-44淡黃色液體，環(huán)氧值0.41～0.47mol/100g，軟化點(diǎn)12～20℃；不飽和聚酯191，常州建材253廠，淡黃色透明液體，酸值KOH：28～36mg/g，黏度0.25～0.45Pa?s。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
外觀：白色片狀結(jié)晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點(diǎn)：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
阻燃劑的合成。聚苯基磷酸(9，10-二氫-9-氧雜-10-膦酰雜菲)苯撐酯的合成仿照以前合成PSPPP的條件進(jìn)行。在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌器的250mL反應(yīng)瓶中，加人膦酰氯0.19mol、ODOPB 0.185mol和催化劑。
通氮，加熱升溫，維持該溫度160℃反應(yīng)1.5h，然后將溫度升高到220℃，繼續(xù)反應(yīng)2h。后期抽真空除去體系中殘留的HCl氣體。得到的產(chǎn)物呈淡黃色，數(shù)均分子質(zhì)量：3000～8900，熔點(diǎn)為195～204℃。
POPPP的表征所合成的阻燃劑，用FT-IR170SX紅外光譜儀，KBr壓片進(jìn)行紅外分析。Heraeus元素分析儀測(cè)定C、O、H的含量，P含量采用Schoniger燃燒瓶法處理，用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜(ICP-AES)檢測(cè)。用Finnigan-4570型低分辨GC/MS儀進(jìn)行質(zhì)譜分析。用Bruker AMX-300核磁共振儀測(cè)試樣品的1H-NMR譜。
阻燃樣品的制備環(huán)氧樹(shù)脂(ER)E44的阻燃樣品的制備：將PDPPP和環(huán)氧樹(shù)脂在磁力攪拌下按比例加入500mL杯中，升高溫度到40℃加熱0.5h，直到阻燃劑完全溶解在環(huán)氧樹(shù)脂中。加入聚酰胺651作為固化劑，先在100℃下加熱2h，然后在室溫下放置48h。得到的固體經(jīng)切割得到測(cè)試樣條。
不飽和樹(shù)脂(USPE)191的阻燃樣品的制備：將阻燃劑和不飽和樹(shù)脂在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按相應(yīng)比例加入裝有磁力攪拌裝置的500mL燒壞中。升高溫度到60℃加熱1h。直至阻燃劑完全溶解，然后加過(guò)氧化苯甲酰。在110℃下處理4h，然后在室溫下放置48h，得到的固體經(jīng)切割得到測(cè)試樣條。
阻燃性能的測(cè)試阻燃樣品的氧指數(shù)(LOI)和垂直燃燒測(cè)試(UL-94)分別用JF-3型氧指數(shù)儀和CZF-2型垂直燃燒儀按標(biāo)準(zhǔn)程序測(cè)試。
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