|
|
|
聚合物材料阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-11-9 13:38:15 |
降低聚合物材料的可燃性早己是材料領(lǐng)域研究的目標(biāo)，科學(xué)工作者一直在研究聚合物材料阻燃劑。
阻燃高分子材料主要由高分子材料基體和阻燃劑制成。即通過(guò)在高分子材料加工過(guò)程中加入添加型阻燃劑或通過(guò)反應(yīng)型阻燃劑參與高分子材料的化學(xué)反應(yīng)成為其中的結(jié)構(gòu)單元從而賦予高分子材料阻燃性。
在聚合物材料阻燃劑中，最常用的方法是使用填料型阻燃劑。它與結(jié)構(gòu)阻燃法相比，具有工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、原料來(lái)源較為廣泛、操作方便和阻燃效果較為明顯等特點(diǎn)。環(huán)氧樹(shù)脂常用的填料型阻燃劑有鹵化物、磷化物、水合氧化鋁、鋁酸鈣和多磷酸銨等。這些聚合物材料阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)就可達(dá)到較好的阻燃效果，若經(jīng)過(guò)預(yù)處理或與其他阻燃劑配合使用則阻燃效果更佳。
鹵系阻燃劑，如十溴聯(lián)苯醚、四溴鄰苯二甲酚酐、二溴新戊二醇等等，是使用最早的一類(lèi)阻燃劑。鹵系阻燃劑的阻燃效率高、價(jià)格低、添加量少、相容性好、阻燃穩(wěn)定性好，能保持制品原有的理化性能，而且價(jià)格使用，品種多，使用范圍廣。
同時(shí)鹵系阻燃劑也是備受爭(zhēng)議的一類(lèi)阻燃劑，因?yàn)辂u系阻燃劑發(fā)煙量大，且釋放出的鹵化氫氣體具有強(qiáng)腐蝕性和毒性，潛藏著二次危害。尤其是二噁英問(wèn)題的出現(xiàn)出現(xiàn)后，有關(guān)含鹵化物的阻燃劑帶來(lái)的環(huán)境安全問(wèn)題引起了人們廣泛的關(guān)注。由于傳統(tǒng)鹵系阻燃劑對(duì)環(huán)境和身體健康產(chǎn)生的不利影響。
歐盟從2000年開(kāi)始限制了鹵系阻燃劑的使用。2003年歐盟頒布了“廢棄電子電器設(shè)備指令(WEEE)”和“電子電器設(shè)備中禁用有害物質(zhì)指令(RoHS)”兩項(xiàng)指令9，進(jìn)一步限制了鹵系阻燃劑的使用。因而，采用無(wú)鹵環(huán)境友好型阻燃材料與產(chǎn)品已是不爭(zhēng)的事實(shí)。目前，阻燃材料中越來(lái)越多的使用具有環(huán)境安全性和使用安全性的無(wú)毒、無(wú)公害的無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)是種含磷元素的無(wú)鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為白色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為白色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑。產(chǎn)品生產(chǎn)出口廠家主要分布在江蘇丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)出口廠家價(jià)格以江蘇為主。
常用的無(wú)機(jī)阻燃劑主要是氫氧化鋁（三水合氧化鋁）和氫氧化鎂。在環(huán)氧樹(shù)脂燃燒時(shí)，通過(guò)分解，轉(zhuǎn)移燃燒熱，稀釋氧氣，從而中斷燃燒，發(fā)揮阻燃效應(yīng)，具有有無(wú)鹵、無(wú)毒、抑煙、價(jià)廉的特點(diǎn)，此外還能催化聚合物產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO210。但是需大量添加才有效果顯著，而無(wú)機(jī)阻燃劑的大量添加勢(shì)必會(huì)對(duì)材料的力學(xué)性能造成不良影響。
19世紀(jì)納米技術(shù)的發(fā)展給金屬氫氧化物帶來(lái)了福音，與此同時(shí)人們發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)阻燃劑的粒徑大小對(duì)阻燃性能有直接的影響1112。為了克服金屬氫氧化物阻燃劑的的缺點(diǎn)，發(fā)揮其長(zhǎng)處，近年來(lái)，金屬氫氧化物阻燃劑逐漸開(kāi)始向超細(xì)化發(fā)展。金屬氫氧化物阻燃劑的超細(xì)化雖然降低了阻燃劑的添加量，但是超細(xì)化的加工過(guò)程也給工業(yè)生產(chǎn)提高了相應(yīng)的成本。
Daniela K?nnicke等13分別考察了微米和納米粒徑的氫氧化鋁（ATH）對(duì)碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能。研究發(fā)現(xiàn)：粒徑的降低可以提高ATH的阻燃效果；當(dāng)納米ATH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，相比純環(huán)氧樹(shù)脂熱釋放量降低了11%，而相比碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的熱釋放量降低則可達(dá)38%。
王新龍等14合成了9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO），并讓DOPO與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)合成了阻燃的含磷環(huán)氧樹(shù)脂，并與納米級(jí)氫氧化鋁（ATH）制備了含磷環(huán)氧樹(shù)脂/納米氫氧化鋁復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)：700℃時(shí)成炭率15.73%，氧指數(shù)為24%，初步表明有較好的阻燃效果。
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們要求阻燃劑具有阻燃性能優(yōu)，有毒氣體和煙霧的釋放量少，不過(guò)多地?fù)p害被阻燃基材的各種使用性能等優(yōu)點(diǎn)。特別是阻燃材料無(wú)鹵化的趨勢(shì)使傳統(tǒng)的阻燃劑面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這就給含磷阻燃劑的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使它成為自20世紀(jì)90年代以來(lái)阻燃領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)之一。開(kāi)發(fā)出了磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯與磷酸三丁酯等常用增塑劑并且具有很好的阻燃作用磷酸酯的品種很多，用途非常廣，但大多數(shù)磷酸酯為液體，具有耐熱性差、發(fā)揮性大、相容性不理想等缺點(diǎn)。為此開(kāi)發(fā)高分子量的縮聚磷酸酯稱(chēng)為磷系阻燃劑的發(fā)展方向之一。該類(lèi)阻燃劑大多為酚類(lèi)磷酸酯、氧化膦和膦酸酯型。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
磷酸三苯酯 http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
