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環(huán)氧樹脂材料阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-25 11:05:40 |
紅磷是單質(zhì)磷，阻燃機(jī)理較簡單直接，紅磷燃燒時生成P2O5和P2O3，都是具有強(qiáng)烈吸水性質(zhì)的酸酐，不單吸收自然狀態(tài)的水，而且具有強(qiáng)烈脫水性質(zhì)，紅磷阻燃劑對材料性能的影響體現(xiàn)在紅磷能夠提取高分子內(nèi)的H、O元素，促進(jìn)成碳，同時生成的磷酸附著在材料表面，隔絕材料與外界聯(lián)系，達(dá)到阻燃目的。
BDP、RDP結(jié)構(gòu)相近，同為液態(tài)形式，起作用的方式應(yīng)該也在燃燒領(lǐng)域的凝聚相，成碳聚合物PPO可通過吸熱重排為亞甲基交聯(lián)的多酚，后者可被磷酸酯加速脫水和吸熱脫氫成碳，而且這類不易揮發(fā)的阻燃劑對材料性能的影響體現(xiàn)在凝聚相具有抑制自由基作用，可以清除聚合物表面的烷基過氧自由基。
紅磷阻燃效果最好，添加4份即可達(dá)到阻燃要求，環(huán)狀磷酸酯添加8份，TPP添加到10份，BDP、RDP加入量為12份，MPP為16份時材料均能達(dá)到UL94V0級的標(biāo)準(zhǔn)。
與BDP、RDP不同，TPP是易揮發(fā)的磷酸酯，揮發(fā)性的磷化合物是有效的火焰抑制劑。TPP可以裂解成小分子或自由基，它們可使火焰區(qū)氫自由基濃度降低，而使火焰熄滅。
在PPO/HIPS合金中，PPO形成保護(hù)炭層，TPP在火焰區(qū)起作用，即可在氣相中抑制PS裂解生成的可燃產(chǎn)物的燃燒。
MPP屬聚合型磷-氮系膨脹型阻燃劑，通常適于阻燃，通過提供酸源和氣源可以達(dá)到良好阻燃效果，按照其阻燃機(jī)理，應(yīng)該在PPO材料中的使用效果也能良好，但實際實驗表明，只有在添加較大量的情況下才能達(dá)到V0級阻燃效果。而且MPP阻燃劑對材料性能的影響體現(xiàn)在材料韌性方面，不適于用作PPO/HIPS合金阻燃劑。
在阻燃機(jī)理、分子結(jié)構(gòu)相近的情況下，磷含量越高的環(huán)氧樹脂材料阻燃劑阻燃效果越好，實驗也證實了這一點。各種環(huán)氧樹脂材料阻燃劑磷含量大小為:紅磷>環(huán)狀磷酸酯(20.8%)>MPP(15%) >RDP(10.7%)>TPP(9.4%)>BDP(8.9%)
通過以上的實驗可以看出，環(huán)氧樹脂材料阻燃劑紅磷阻燃效果最好。使用TPP、BDP、RDP要達(dá)到V0級阻燃效果都需要添加10多份阻燃劑，且對材料的熱變形溫度影響很大，達(dá)不到實驗?zāi)康摹Ｊ褂眯滦偷沫h(huán)狀磷酸酯阻燃劑具有磷含量高、阻燃劑添加量少，阻燃效率高、對材料性能影響小的特點。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)-msds詳細(xì)介紹如下：
CAS號： 115-86-6
EINECS號：204-112-2
中文名稱： 磷酸三苯酯
中文別名：磷酸三苯基酯;阻燃劑TPP;TPP
英文名稱：Triphenyl phosphate
英文別名：triphenyl phosphate free of phenol; Triphenyl Phosphate
(TPPa); Triphenyl phosphate white xtl; Phosphoric acid triphenyl
ester; TPP
分子式： C18H15O4P；OP(OC6H5)3
外觀與性狀： 白色、無臭結(jié)晶粉末，微有潮解性
分子量： 326.29
蒸汽壓： 0.01kPa/20℃
閃 點： 223℃
熔 點： 50.52℃
沸 點： 244℃/1.3kPa
溶解性： 不溶于水，微溶于醇，溶于苯、氯仿、丙酮，易溶于乙醚
密 度： 相對密度(水=1)1.21；相對密度(空氣=1)9.42
穩(wěn)定性： 穩(wěn)定
危險標(biāo)記： 1(爆炸品)
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)主要用途:用作硝化纖維、醋酸纖維膜的阻燃性增塑劑、聚氯乙烯的增塑劑、粘膠纖維中的樟腦不燃性代用品。
使用紅磷阻燃劑材料的阻燃效率最高，綜合力學(xué)性能最好，環(huán)狀磷酸酯其次，但由于紅磷顏色的限制，難以自由配色，所以實際應(yīng)用就受到了一定限制。
在阻燃機(jī)理、分子結(jié)構(gòu)相近的情況下，磷含量越高的阻燃劑阻燃效果越好。分子內(nèi)含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的阻燃劑與PPO的相容性較好，同時阻燃劑的分子量越低，對材料的韌性等機(jī)械性能影響就越大。
采用分子量大、分子剛性強(qiáng)的磷酸酯阻燃劑可以有效降低阻燃劑對PPO的增塑作用，減少阻燃劑對PPO/HIPS合金熱變形溫度的影響。
盡管國內(nèi)外對溴阻燃劑有毒無毒的爭論從沒有停息過，但溴系阻燃劑至今仍然是全世界范圍內(nèi)阻燃領(lǐng)域的主力軍。溴系阻燃劑的優(yōu)點在于分解溫度大多在200℃～300℃，與各種高聚物的分解溫度相匹配，因此能在最佳時刻、在氣相及凝聚相同時起到阻燃作用。同時添加量少，阻燃效果好。目前溴阻燃劑的性能和價格仍具有很大的優(yōu)勢。
生產(chǎn)溴阻燃劑的企業(yè)往往是單兵作戰(zhàn)，沒有聯(lián)合起來澄清一些關(guān)于溴阻燃劑對環(huán)境和人體危害傳聞的意識，導(dǎo)致很多不利于溴阻燃劑的傳聞得不到及時的澄清。
磷阻燃劑的開發(fā)也已經(jīng)有很長的歷史，主要有無機(jī)磷阻燃劑、膨脹型含磷阻燃劑、有機(jī)磷系阻燃劑等。膨脹型阻燃劑符合當(dāng)今對材料抑煙、低毒的要求，是阻燃領(lǐng)域的研究熱點之一。有機(jī)磷化物是添加型阻燃劑，燃燒時生成的偏磷酸可形成穩(wěn)定的多聚體，覆蓋于復(fù)合材料表面隔絕氧和可燃物，起到阻燃作用，但其阻燃效果不如溴化物。要達(dá)到同樣的阻燃效果，磷系阻燃劑用量要比溴系阻燃劑多得多。
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