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聚酯用氮系阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-9-8 16:30:14 |
本文介紹聚酯用氮系阻燃劑。
馬志領等研究表明，采用單一磷酸鹽阻燃醋酸乙烯酯時容易發(fā)生破乳，用三聚氰胺、磷酸鹽阻燃時，制得的涂膜不燃，受熱發(fā)泡，形成致密的泡沫層。
實驗還發(fā)現(xiàn)用三聚氰胺-甲醛樹脂代替三聚氰胺，發(fā)泡效果更好;隨著三聚氰胺量的增加，明顯減少涂膜流動、熔滴現(xiàn)象。該實驗采用聚乙烯醇碳源，以往未有報道。
聚酯用氮系阻燃劑在不飽和聚酯中的應用。三聚氰胺可用于阻燃不飽和聚酯的分解型吸熱化合物，對于氧指數(shù)而言，普通聚酯中的聚酯用氮系阻燃劑質(zhì)量分數(shù)低于30%時，三聚氰胺的作用優(yōu)于ATH(氫氧化鋁);但質(zhì)量分數(shù)高于30%時，三聚氰胺的作用遠較ATH遜色。
相反，對UL-94阻燃標準，三聚氰胺比ATH效果好。為使不飽和聚酯達到UL-94V-1級，三聚氰胺質(zhì)量分數(shù)約為40%，而ATH質(zhì)量分數(shù)為40%～50%。此外，當三聚氰胺為阻燃劑時，材料在UL94試驗中第1次點燃時，燃燒時間極短，而第2次點燃，燃燒時間則增長，火源移走之后不發(fā)生陰燃，這點很有工業(yè)價值。
顯然三聚氰胺可作為不飽和聚酯的有效阻燃劑，雖然三聚氨胺的價格高于ATH，但考慮到ATH密度高于三聚氰胺，則采用三聚氰胺為阻燃劑時材料成本不會過多提高。
氮-磷阻燃不飽和聚酯體系，可獲得磷-氮協(xié)同效應，加入三聚氰胺可提高氧指數(shù)。單獨向不飽和聚酯中加入三聚氰胺;添加量低時，氧指數(shù)較小，難以滿足樹脂阻燃要求。但含量高時會導致常溫固化時間長，樹脂流動性差等一系列生產(chǎn)上的障礙。三聚氰胺的引入能有效地減少有機磷用量，降低生產(chǎn)成本，解決了單純用有機磷阻燃劑致使固化時間延長的問題。
采用三聚氰胺與磷酸三乙酯阻燃氨基甲酸酯改性的不飽和丙烯酸酯樹脂，當阻燃劑ω(磷酸三乙酯)2%+ω(三聚氰胺)30%時，MODAR樹脂(不含玻纖)阻燃性均達到UL-94V-0級，燃燒時間為0(抗燃性極佳)。并且可以縮短聚酯固化時間，其產(chǎn)品顏色較白，外觀較美、著色力極佳，并且與石膏、碳酸鈣相容性好。
雖然當前含鹵阻燃劑仍占主導地位，但阻燃劑的無鹵化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。氮系阻燃劑在獲得較大空間的同時將朝著提高氮含量提高阻燃效率的方向發(fā)展，并著重解決氮系阻燃劑不易分散、相容性差等工藝性問題;另一方面，還需研究與其他阻燃劑如磷、無機阻燃劑協(xié)同的機理，以便更好與其他阻燃劑復配。
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。分子中同時含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹脂、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%.
磷-氮阻燃劑大多利用膨脹阻燃的機理，但一些樹脂如聚醋酸乙烯酯由于軟化點低，柔性結(jié)構(gòu)多，發(fā)泡后結(jié)構(gòu)骨架支撐強度不高，難以形成泡沫層;這些不足都有待克服，以便更深入的優(yōu)選出綠色環(huán)保、綜合性能好的阻燃劑。
結(jié)果表明，單一的聚磷酸三聚氰胺對玻纖增強的尼龍有良好的阻燃效果，當添加質(zhì)量分數(shù)為25%的阻燃劑時，尼龍的氧指數(shù)為38.0，達到UL-94V-0級。
氮-磷阻燃劑MelapulrA-90，20%～25%時，可使玻纖增強的尼龍達UL-94V-0阻燃級(1.6mm試樣)，力學性能良好。
氮系阻燃劑在聚苯乙烯中的應用。HajlimeN等利用含酚羥基的三苯磷酸鹽和三聚氰胺氰脲酸鹽為阻燃劑，制得了阻燃級別達UL94-V-0級的聚苯乙烯(包含聚亞苯醚)，并研究了其相互作用。
三苯磷酸鹽上的羥基和氨基之間形成的氫鍵表明三苯磷酸鹽對MeamineCynurate有增容、協(xié)效作用，這樣既很好地解決了氮系阻燃劑和樹脂的相容問題，又在獲得優(yōu)異阻燃性能的同時使樹脂具有優(yōu)異的流動性、耐熱性、耐沖擊性，解決了阻燃性提高和其他力學性能下降的矛盾。
氮系阻燃劑在聚酯中的應用。AlexanderBalabanovich[32]等用添加質(zhì)量分數(shù)10%環(huán)狀甲基氧化磷(OP)與15%APP(聚磷酸銨)制得阻燃級V-0級的自熄性PBT(聚酯)。研究顯示，共混阻燃劑導致PBT肢解生成芳香腈、磷脂基團、磷酸-磷的無氧物等的共混難燃物質(zhì)致密覆蓋在材料表面，阻斷材料燃燒過程。
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磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP) http://www.mctechserv.com |
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