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聚合物型磷系阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-12-28 14:03:01 |
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性、耐腐蝕性，可廣泛應(yīng)用于化工、輕工、機(jī)械、電子和宇航等各個領(lǐng)域。但是通用環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)僅為19.8、屬易燃材料，因此開發(fā)具有阻燃性且不含鹵素的，含磷環(huán)氧樹脂及聚合物型磷系阻燃劑，是電子化學(xué)材料領(lǐng)域中一個重要課題。
在環(huán)氧樹脂分子骨架中磷元素含量超過1%，且配合使用特定的固化劑，就能夠使固化體系的阻燃性滿足電器產(chǎn)品使用的國際標(biāo)準(zhǔn)UL94V-0級。改善環(huán)氧樹脂阻燃性能最常用的方法，是加入一定的阻燃劑——使環(huán)氧樹脂具有難燃性和自熄性。目前阻燃環(huán)氧樹脂普遍使用的是，反應(yīng)型阻燃劑四溴雙酚A等含鹵阻燃劑。
自歐盟2003年2月頒布了關(guān)于《限制有害物質(zhì)指令》(RoHS)之后，含溴阻燃劑的使用受到了很大的沖擊。同時目前多數(shù)無鹵阻燃環(huán)氧樹脂材料，使用的是燃燒時幾乎不產(chǎn)生有害氣體的磷系阻燃劑。
但是磷系阻燃劑在室溫下多為液態(tài)，發(fā)煙量大且本身有毒性，能從廢料中泄漏出去;而且磷系阻燃劑在使用過程中，存在著污染保護(hù)電子元器件的可能性，會降低環(huán)氧塑封料的耐濕性以及可加工性等;紅磷類阻燃劑在成型時還會產(chǎn)生紅磷分解氣體，它們在使用和廢棄后都對生態(tài)環(huán)境和人類環(huán)境有不良影響。
用于環(huán)氧樹脂不飽和聚酯的聚合物型磷系阻燃劑。近幾十年來，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，造成對環(huán)境的危害，造成社會財富的巨大損失，對人們的生命安全構(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聚合物型磷系阻燃劑，特別是對環(huán)境友好的無鹵阻燃劑更是各國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)歷一個新的發(fā)展階段，除了需要阻燃劑滿足低的火焰?zhèn)鞑ニ俣?、低煙、低毒等基本要求外，還需要滿足高效、含量少、阻燃劑的引入不會導(dǎo)致高分子材料原有的性能過度惡化等要求。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)是種含磷元素的無鹵環(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)出口廠家價格以江蘇為主。
因此，近年來高效、低煙、低毒、無塵或少塵構(gòu)成了阻燃材料領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題，也足國際上阻燃劑發(fā)展的主要方向。合成了1種高含磷量無鹵添加型阻燃劑(PDPPP)，并對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。
實驗主要原料：9，10-二氫-9氧雜-10磷酰雜菲(DOPO)和苯膦酰二氯均由成都威力阻燃化工實業(yè)有限公司提供，工業(yè)品，使用前經(jīng)提純;對苯醌，分析純，都化學(xué)試劑廠產(chǎn)品;環(huán)氧樹脂E-44，化工部晨光化工研究院二分廠，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。
阻燃劑(PDPPP)的合成：按文獻(xiàn)提供的方法合成ODOPB。PDPPP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、ODOPB0.185mol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℃。
高效阻燃劑的使用量有個最佳范圍，并不是用量越多阻燃效果越好。高效阻燃劑的添加量低，如何使阻燃劑更好的分散是阻燃的關(guān)鍵。把高效阻燃劑做成阻燃母粒可以使阻燃劑達(dá)到更好的分散效果。
不同的設(shè)備，不同的工藝條件及組合對無鹵阻燃的性能及阻燃效果都有較大的影響。
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