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聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-12-5 10:47:37 |
隨著塑料科技的進(jìn)步，作為材料其各項(xiàng)性能均得到極大的提高，塑料在航空航天、交通、建筑、電子電器及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)硬件等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。但大多數(shù)塑料材料具有容易著火燃燒的問(wèn)題。
為了解決塑料在應(yīng)用過(guò)程中易燃的缺點(diǎn)，塑料的阻燃技術(shù)受到各國(guó)的重視，在聚氯乙烯(塑料中添加聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑實(shí)現(xiàn)材料的阻燃是較為方便的方法，塑料材料的防火安全標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，所以近些年來(lái)全球聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑的用量及銷(xiāo)售市場(chǎng)一直呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
含鹵阻燃劑由于其阻燃效果好、阻燃效率高及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，使之在塑料中得到廣泛的應(yīng)用。但是，含鹵阻燃劑的加入使塑料材料不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，而且在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒、有腐蝕性氣體和煙霧，火災(zāi)過(guò)程中容易導(dǎo)致人員窒息死亡，導(dǎo)致火災(zāi)的危害程度增加。而無(wú)鹵阻燃劑具有環(huán)保、安全、抑煙、無(wú)毒和價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，因此，聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為目前塑料阻燃劑研究的熱點(diǎn)。
聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑的類(lèi)型：無(wú)鹵阻燃劑的研究仍在進(jìn)行之中，隨著研究的進(jìn)展，無(wú)鹵阻燃劑的類(lèi)型肯定還會(huì)增加。目前聚氯乙烯(PVC)塑料無(wú)鹵阻燃劑的類(lèi)型主要有：無(wú)機(jī)阻燃劑、無(wú)鹵膨脹型阻燃劑、有機(jī)磷系阻燃劑、有機(jī)硅系阻燃劑、氮系阻燃劑等五種類(lèi)型。
無(wú)機(jī)阻燃劑具有穩(wěn)定性好，低毒或無(wú)毒，貯存過(guò)程中不揮發(fā)、不易從塑料中析出，原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn), 兼具阻燃、填充雙重功能；并對(duì)環(huán)境友好，是很有前途的阻燃劑。無(wú)機(jī)阻燃劑主要包括Sb2O3、Al（OH）3、Mg（OH）2、無(wú)機(jī)磷系等。
三氧化二銻（Sb2O3）它是無(wú)機(jī)阻燃劑中使用最為廣泛的品種。由于它單獨(dú)使用時(shí)效果不佳，常與有機(jī)鹵化物并用，起到協(xié)同作用，稱(chēng)為協(xié)效劑。它具有優(yōu)良的阻燃效果，可廣泛用于PVC和聚烯烴類(lèi)及聚酯類(lèi)等塑料中。但它對(duì)鼻、眼、咽喉具有刺激作用，吸入體內(nèi)會(huì)刺激呼吸器官，與皮膚接觸可以引起皮炎，使用時(shí)應(yīng)注意防護(hù)。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)生產(chǎn)工藝有以下步驟：
(1)以三氯氧磷和環(huán)氧氯丙烷為原料，在AlCl3的催化作用下得到磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合液。
(2)混合液中加入堿液堿洗至中性，靜止分層，除去水層；將油層水洗后再次靜止分層，去除水層，將油層蒸餾后得液體磷酸三(2，3-二氯丙基)酯，再在其 中通入氮?dú)膺M(jìn)行提純。本工藝的制備工藝簡(jiǎn)單，制出的磷酸三(2，3-二氯丙基)酯與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相比純度高，其質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的生產(chǎn)工藝 制出的磷酸三(2，3-二氯丙基)酯。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹(shù)酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹(shù)脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產(chǎn).特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導(dǎo)及水解穩(wěn)定性,特別適用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹(shù)酯及酚醛塑料在低溫時(shí)具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產(chǎn)中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹(shù)脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運(yùn)輸帶（特別是煤礦）、導(dǎo)風(fēng)筒、電線電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性甚佳。
氫氧化鋁Al（OH）3習(xí)慣上稱(chēng)為水合氧化鋁。為白色細(xì)微結(jié)晶粉末，含結(jié)晶水34.4%，200℃以上脫水，可大量吸收熱量。另外，氫氧化鋁加入到塑料中，在燃燒時(shí)放出的水蒸氣白煙將聚合物燃燒產(chǎn)生的黑煙稀釋?zhuān)鹧诒巫饔茫虼擞志哂袦p少煙霧和有毒氣體的作用。
氫氧化鎂Mg（OH）2比氫氧化鋁阻燃性能稍差，在塑料中添加量大，會(huì)影響到力學(xué)強(qiáng)度。經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理后，可改善其與樹(shù)脂的結(jié)合力，使之兼具阻燃和填充雙重功能。常用于EP、PF、UP、ABS、PVC、PE等。
無(wú)機(jī)磷系阻燃劑主要指紅磷。它是一種性能優(yōu)良的阻燃劑，具有高效、抑煙、低毒等阻燃效果，作為阻燃劑使用已有20余年，是一種受到高度重視的阻燃劑，可在多種塑料中使用，但一般需與其它助劑配合，才能發(fā)揮其阻燃作用。紅磷阻燃劑也有不足，主要有：紅磷在使用時(shí)穩(wěn)定性差、易燃易爆炸、易氧化成酸；與空氣長(zhǎng)期接觸會(huì)放出劇毒的磷化氫；紅磷本身為紅色，易使制品著色；紅磷也容易吸潮，與聚合物兼容性較差，從而限制了其作為阻燃劑的廣泛應(yīng)用。
其它無(wú)機(jī)阻燃劑包括阻燃增效劑、阻燃抑煙劑以及一些用量較少的阻燃劑等，主要有：鉬系化合物、硼酸鹽、層狀硅酸鹽、錫系化合物（錫酸鋅和羥基錫酸鋅）等。鉬系化合物是迄今為止人們發(fā)現(xiàn)的最好抑煙劑。通常使用三氧化鉬和鉬酸銨。美國(guó)開(kāi)發(fā)出不含銨的系列鉬酸鹽抑煙劑，能耐200℃以上的加工溫度。
無(wú)鹵膨脹型阻燃劑（IFR）是以磷、氮為主要成分的無(wú)鹵阻燃劑。它具有高阻燃性、無(wú)熔融滴落、對(duì)長(zhǎng)時(shí)間或重復(fù)暴露在火焰中有極好的抵抗性，無(wú)鹵、無(wú)氧化銻, 低煙、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性氣體產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。
IFR主要由三部分組成：第一部分是酸源又稱(chēng)脫水劑或炭化促進(jìn)劑。通常為無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸化合物，如磷酸、硫酸、硼酸、磷酸銨鹽、磷酸酯及聚磷酸銨（APP）等，可與樹(shù)脂作用，促進(jìn)炭化物的生成；第二部分是炭源又稱(chēng)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，如淀粉、季戊四醇（PER）及其二聚體和三聚體等；第三部分是氣源又稱(chēng)發(fā)泡源，可釋放出惰性氣體，為含氮類(lèi)化合物，如尿素、三聚氰胺（MEL）、雙氰胺、APP等。
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