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紅磷復(fù)合類阻燃劑

來源:邵君( 先生,國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間:2017-9-24 10:44:49
磷系阻燃劑分為有機(jī)磷系阻燃劑和無機(jī)磷系阻燃劑。有機(jī)磷系阻燃劑主要有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三酯、磷酸甲苯二苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯、以及磷酸三酯等,常用的無機(jī)磷系阻燃劑有紅磷復(fù)合類阻燃劑、磷酸酯阻燃劑、磷酸銨鹽阻燃劑、聚磷酸銨阻燃劑、多磷酸酯鹽阻燃劑等。

Wang等利用傅立葉紅外光譜儀、裂解氣相色譜儀、TGA等對紅磷復(fù)合類阻燃劑的研究,紅磷協(xié)同Mg(OH)2阻燃LLDPE,結(jié)果表明紅磷和Mg(OH)2不僅增加了LLDPE的熱氧穩(wěn)定性,而且LLDPE鏈斷裂后的產(chǎn)物的分子量也都很高。

紅磷復(fù)合類阻燃劑系紅色至紫紅色粉末,因其僅含磷元素,所以同其它磷化合物相比,紅磷的阻燃效率要高。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道含8%紅磷的HDPE其阻燃級別就可以達(dá)到UL294V20級。

然而紅磷也存在同聚乙烯樹脂的相容性差、易吸濕、顏色太深、容易產(chǎn)生膦化氫有毒氣體等不足。為了克服上述缺點(diǎn),目前普遍的做法是對紅磷進(jìn)行包覆或微膠囊化處理。在對紅磷進(jìn)行微膠囊化處理后,可以提高其同樹脂的相容性,降低其吸濕性。

可用于紅磷包覆的材料有蜜胺樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及聚乙烯醇等。據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室同安徽省化工研究院合作研究的微膠囊化紅磷在紅磷表面干燥后形成致密的膜,同普通紅磷相比,微膠囊化紅磷在著火點(diǎn)、吸濕性方面都有明顯改善。

Chiang等利用氬等離子體先處理LDPE得到PLDPE再將其同極性馬來酸酐接枝PLDPE2g2MAH然后加入磷系阻燃劑對其進(jìn)行阻燃處理并測定其氧指數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)阻燃劑的添加量為32%(wt)時(shí)LOI為3415,而且在阻燃劑用量不變的條件下LOI隨接枝比率的提高而升高。

總之,雖然磷系阻燃劑的阻燃效果較好,但由于磷系阻燃劑大都耐水性差,且同聚烯烴的相容性也不好,導(dǎo)致阻燃制品的力學(xué)性能差,故目前在聚烯烴材料中應(yīng)用不是太多。



磷酸二苯基異癸酯(阻燃劑DPDP)

優(yōu)點(diǎn):良好的阻燃性能。

改善加工性能。

低揮發(fā)性。 

主要性能:

外觀:清澈,油狀液體

氣味:基本無味

磷酸二苯基異癸酯(阻燃劑DPDP)產(chǎn)品用途

用于PC、PVC、PVA、CA、CAB、CN、EC、EPOXY、酚醛樹脂、腈類樹脂中、在丙烯酸類樹脂、乙烯樹脂中做阻燃增塑劑具有低揮發(fā)性的優(yōu)勢,用在聚氯乙烯墻紙、板材和膜狀物中具有好的耐寒性。

化學(xué)分類:磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)

磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)能增強(qiáng)PVC的低溫適應(yīng)性,效果幾乎同等于DOP。

磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)為高效磷酸酯增塑劑,具有自熄阻燃性能,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。它適用于特別重視安全的產(chǎn)品,如裝飾性家具,公共運(yùn)輸系統(tǒng)中的物件、護(hù)墻物及電線保護(hù)層。

磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)用于假塑型PVC-塑膠配方時(shí),能提供極好的粘度穩(wěn)定性。添加了產(chǎn)品后的阻燃型產(chǎn)品比加入其它芳香磷酸酯的產(chǎn)品具有更好的耐低溫性能并且更柔軟,結(jié)合了DOP的易加工和高效性以及磷酸酯的阻燃性,因此它可以等量的替換DOP,從而使最終產(chǎn)品具有阻燃性能,而同時(shí)又保持其它特性不變。

特別適用于低溫下須具有阻燃性和柔韌性而同時(shí)在高溫下又能減緩老化的低溫型乙烯類電線電纜保護(hù)層。

在鄰苯二甲酸酯類增塑劑如DOP中加入10-15%的磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)可顯著提高薄膜的光穩(wěn)定性和戶外耐候性、耐菌性。

與天然及合成橡膠相溶性非常好,加入15-20份磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)能改善氯丁橡膠、丁腈橡膠及丁苯橡膠的加工性能和阻燃性能。

磷酸二苯基異癸酯,Diphenyl isodecyl phosphate(S148、390、DPDP)是硝基漆合氯化橡膠漆的優(yōu)良增塑劑,它和丙烯酸類產(chǎn)品,與PMMA的相溶性也非常好。


目前最常用的金屬化合物阻燃劑是Sb2O3(ATO),它單獨(dú)使用時(shí),阻燃效果一般,可以說不能歸入阻燃劑。一般同鹵化物等其它阻燃劑并用,具有優(yōu)良的阻燃效果和抑煙效果,因此,可用做鹵系阻燃劑的阻燃協(xié)效劑。此外,Sb2O3的粒度越細(xì),阻燃效果越好,添加量也越少。因Sb2O3的價(jià)格太高,近年來開發(fā)了Sb2O3的代用品,如硼酸鋅、氧化鋅、氧化鐵、氧化錫、錫酸鋅、羥基錫酸鋅等。

金屬硼化物一般為硼酸鋅系水合物,在290~450℃時(shí)會釋放出1315%的結(jié)晶水,并吸收熱量503JΠg。其作為阻燃劑可以單獨(dú)使用,是Sb2O3的廉價(jià)替代物。同Sb2O3一樣,單獨(dú)作用時(shí)阻燃效果并不 好,一般同其它阻燃劑協(xié)同加入。

膨脹性阻燃劑(IFR) 并不是單一的阻燃劑品種,而是以磷、氮、碳為主要成份的無鹵復(fù)合阻燃劑,它不含鹵素,也不采用Sb2O3做協(xié)效劑,其體系內(nèi)自身具有協(xié)同作用。由于此類阻燃劑在受熱時(shí)發(fā)泡,所以稱為膨脹性阻燃劑。

含有膨脹性阻燃劑的塑料在燃燒時(shí)表面會生成炭質(zhì)泡沫,起到隔熱、隔氧、抑煙、防融滴等功效,具有優(yōu)良的阻燃性能,又具有無鹵、低煙、低毒、防滴落和無腐蝕性氣體等優(yōu)點(diǎn),符合未來阻燃劑的發(fā)展方向,具有十分廣闊的發(fā)展前景。目前在我國應(yīng)用較少,國外已初具規(guī)模。

膨脹性阻燃劑一般由三部分組成:酸源、炭源、氣源。具體三組分如下:

(1)酸源又稱為脫水劑、催化劑或炭化促進(jìn)劑。一般為無機(jī)酸或無機(jī)酸化合物,可與樹脂作用,促進(jìn)炭化物的生成; 

(2)炭源又稱為成炭劑。主要為一些含碳量較高的多羥基化合物或碳水化合物;

(3)氣源又稱為發(fā)泡劑,可釋放出惰性氣體。為含氮類化合物,如胺類和酰胺類,氮類化合物除起到發(fā)泡作用外,對炭化層的形成也有促進(jìn)作用。

對于具體的膨脹性阻燃劑,上述三組分不一定都有,有時(shí)只需加入一種或幾種。如聚乙烯樹脂,其本身為碳?xì)浠衔?,可充?dāng)成炭劑,體系內(nèi)只需加入發(fā)泡劑和脫水劑即可。

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