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聚氯乙烯塑料阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-6 11:38:06 |
阻燃劑是一類能夠阻止塑料等高分子材料被引燃或抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?0 世紀 50 年代初期，用反應性單體氯菌酸研制出阻燃不飽和聚酯，這一研究工作開辟了阻燃領域的新途徑， 隨后新的含溴和磷的反應型阻燃單體不斷出現(xiàn)。
60年代相繼研制出了多種適用于聚氯乙烯塑料阻燃劑。70 年代初期至80 年代中期，聚氯乙烯塑料阻燃劑的生產(chǎn)和應用得到蓬勃發(fā)展。
自1986 年以來，阻燃領域內(nèi)開展了多溴二苯醚類阻燃劑的毒性與環(huán)境問題的爭議，促進了十溴二苯醚類新型替代品(包括膨脹型阻燃劑及無鹵阻燃劑)的研究與開發(fā)。
但是隨著對阻燃要求的提高和環(huán)保意識的增強，阻燃劑的無鹵化、抑煙及減毒已經(jīng)成為當前和今后聚氯乙烯塑料阻燃劑研究領域的前沿性課題。如何開發(fā)出性能更優(yōu)異、效果更好、更環(huán)保的新型阻燃劑? 國內(nèi)外在該領域已經(jīng)開展了大量的研究工作。21世紀的新型阻燃劑必將會是無鹵、高效、低煙、低毒、多功能的復合型阻燃劑。
目前， 最有代表性的無鹵無機金屬化合物阻燃劑主要有氫氧化鋁(ATH)和氫氧化鎂(MDH)。ATH具有阻燃、消煙、填充三個功能，加上其不揮發(fā)、無毒，又可與多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻燃作用，因此其用量一直保持較高的增長速率，其在阻燃劑的總用量中一直保持在 40%以上的比例。但是，ATH通常需要加入50%以上才能顯示出較好的阻燃效果。
為克服這一缺點，一方面可采用改進造粒技術，向超細化方向發(fā)展，使粒度分布變窄；另一方面， 可對其粒子進行表面處理，使用硅烷偶聯(lián)劑、石蠟、鈦酸酯、硬脂酸鹽及有機硅類來提高其機械強度，此外也可以采用改進包覆技術以及用大分子鍵合方式等方法來改進其性能。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)為無色至微黃色油狀液體，溶于苯、醇、四氯化碳等有機溶劑，不溶于水和脂肪族烴，相對密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5)，粘度58mm2/S，含氯量32.8%，含磷量9.5%，由于分子內(nèi)同時含有磷氯兩種元素，阻燃性能顯著，同時還有增塑、防潮、抗靜電等作用.磷酸三(2-氯丙基)酯其物化性能類似于TCEP，但對水和堿的反應性能較低.具有優(yōu)良的阻燃性能和化學穩(wěn)定性，能提高制品的耐油性、耐水性和阻燃性.
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)氯樹酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹脂和酚醛塑料,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酯及酚醛塑料在低溫時具有低粘性.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)酚醛樹脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運輸帶（特別是煤礦）、導風筒、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存穩(wěn)定性甚佳。
ATH的阻燃機理是：(1)向聚合物中添加ATH，降低了可燃聚合物的濃度；(2)在250℃左右開始脫水、吸熱、抑制聚合物的升溫；(3)分解生成的水蒸氣稀釋了可燃氣體和氧氣的濃度，可阻止燃燒進行；(4)在可燃物表面生成Al2O3，阻止燃燒。MDH是目前發(fā)展較快的一種添加型無機金屬阻燃劑，低煙、無毒、能中和燃燒過程中的酸性以及腐蝕性氣體。
其阻燃機理與ATH 相似。與ATH相比，MDH的分解溫度高100～150℃，可用于加工溫度高于250℃的工程塑料的阻燃，且還有促進聚合物成炭的作用，但要達到一定的阻燃效果，添加量需要在 50%以上，對材料的性能影響很大。為減少聚合物中 MDH 的添加量，一種辦法是將 MDH顆粒細微化，另一種方法是采用包覆技術對 MDH 表面進行改性，以提高其與聚合物的相容性。
可膨脹石墨是近年出現(xiàn)的一種新型無鹵阻燃劑，它是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過濾、干燥后，再在900～1000℃下膨化制得?？膳蛎浭淖枞紮C理是：它在瞬間受到200℃以上的高溫時，由于吸留在層型點陣中的化合物的分解，石墨會沿著結(jié)構(gòu)的軸線呈現(xiàn)出數(shù)百倍的膨脹，并在1100℃時達到最大體積，任意膨脹后的最終體積可達到初始的280倍，這一特性使得可膨脹石墨能在火災發(fā)生時通過體積的瞬間增大將火焰熄滅。目前可膨脹石墨已經(jīng)在不同領域內(nèi)進行了商業(yè)化應用，如聚氨酯泡沫塑料等，另外也應用于結(jié)構(gòu)結(jié)合、電纜分割和分割管路的防火。
氮系阻燃劑相對于其他阻燃劑來說發(fā)展較晚，具有揮發(fā)性小、無毒、無鹵、低煙、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、價格低廉、抗紫外線照射、與聚合物相容性好、分解溫度高等優(yōu)點，多與其他阻燃劑復配使用。
最常用的氮系阻燃劑是三聚氰胺(MA)及其鹽(氰尿酸鹽、磷酸鹽、胍鹽及雙氰胺鹽)，它們可以單獨使用，也可與聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃劑復合使用。其阻燃機理為：(1)受熱放出CO2、NH3、N2 和 H2O，降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時產(chǎn)生的可燃氣體濃度；(2)生成的不燃性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；(3)生成的N2 能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應，從而阻止燃燒。
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
