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聚烯烴用有機(jī)硼系阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-12-3 15:40:03 |
目前，最常見的具有阻燃作用的元素有：第Ⅲ主族的硼、ⅣB族的鈦/鋯、ⅤA族的氮/磷/銻和Ⅶ主族的溴/氯等。
衡量阻燃劑的好壞標(biāo)準(zhǔn)，除了阻燃性能以外，應(yīng)考慮本身是否有毒，在整理加工時(shí)是否有毒性氣體產(chǎn)生，燃燒過(guò)程中是否產(chǎn)生大量煙塵和有害氣體。有多種阻燃劑因本身有毒而被禁用，如早期的三（氮雜環(huán)丙基）氧化膦（APO，又名TEPA），及近期的十溴二苯醚（DEBDE）和六溴環(huán)十二烷（HBCD）。
磷系阻燃劑阻燃性能良好；含鹵阻燃劑的阻燃效果良好，但在使用和燃燒過(guò)程中產(chǎn)生二次污染。
隨著新環(huán)保法規(guī)的不斷出臺(tái)，聚烯烴用有機(jī)硼系阻燃劑以其優(yōu)良的阻燃、低毒和抑煙等特性正引注意，符合阻燃劑的無(wú)鹵化、無(wú)毒化和抑煙化發(fā)展趨勢(shì)。
硼資源豐富，早在十八世紀(jì)已經(jīng)用硼砂作為阻燃劑，是最早期的無(wú)機(jī)硼系阻燃劑。而有機(jī)硼化合物由于水解不穩(wěn)定性，造成不耐水洗和價(jià)格貴的因素，一定程度上限制了應(yīng)用。但聚烯烴用有機(jī)硼系阻燃劑與有機(jī)磷阻燃劑相比，前者的毒性遠(yuǎn)小于後者，且還有良好的抑煙性。
如果將有機(jī)硼化合物與氮、磷、鹵素、矽等引入同一分子結(jié)構(gòu)中合成含硼復(fù)合型阻燃劑，幷盡量提高硼在分子中的含量，一方面可以提高單純硼系阻燃劑的耐水解穩(wěn)定性和降低價(jià)格，同時(shí)也可減少含溴和磷阻燃劑的毒性。
氮系阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)，阻燃效果差，但與磷化合物結(jié)合在一起時(shí)阻燃效果增強(qiáng)，如無(wú)機(jī)類的磷酸銨和聚磷酸銨類、磷酰胺類、亞磷酸酯類、膦酸酯類等，有機(jī)類的N-羥甲基二甲基亞膦酸丙烯胺（NMPPA）以及四羥甲基氯化膦與脲素預(yù)縮體（Proban）等。
硼系與氮系阻燃劑復(fù)配，或通過(guò)硼和氮兩元素的配位鏈形成的復(fù)合阻燃劑，能顯示出良好的阻燃性能。它們的協(xié)同阻燃作用是分別進(jìn)行的。當(dāng)含氮助劑受熱產(chǎn)生氨氣和氮?dú)獾炔蝗夹詺怏w，加上纖維素因阻燃劑存在時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳，這些不燃性氣體稀釋了空氣中的氧和高聚物受熱時(shí)產(chǎn)生的可燃性氣體，而且不燃性氣體生成時(shí)，因吸熱反應(yīng)而帶走了一部份熱量；同時(shí)氮能捕集自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)，起到清除自由基的作用。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)-msds詳細(xì)介紹如下：
CAS號(hào)： 115-86-6
EINECS號(hào)：204-112-2
中文名稱： 磷酸三苯酯
中文別名：磷酸三苯基酯;阻燃劑TPP;TPP
英文名稱：Triphenyl phosphate
英文別名：triphenyl phosphate free of phenol; Triphenyl Phosphate
(TPPa); Triphenyl phosphate white xtl; Phosphoric acid triphenyl
ester; TPP
分子式： C18H15O4P；OP(OC6H5)3
外觀與性狀： 白色、無(wú)臭結(jié)晶粉末，微有潮解性
分子量： 326.29
蒸汽壓： 0.01kPa/20℃
閃 點(diǎn)： 223℃
熔 點(diǎn)： 50.52℃
沸 點(diǎn)： 244℃/1.3kPa
溶解性： 不溶于水，微溶于醇，溶于苯、氯仿、丙酮，易溶于乙醚
密 度： 相對(duì)密度(水=1)1.21；相對(duì)密度(空氣=1)9.42
穩(wěn)定性： 穩(wěn)定
危險(xiǎn)標(biāo)記： 1(爆炸品)
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)主要用途:用作硝化纖維、醋酸纖維膜的阻燃性增塑劑、聚氯乙烯的增塑劑、粘膠纖維中的樟腦不燃性代用品。
硼–氮復(fù)合阻燃劑是將硼和氮兩種元素引入同一分子結(jié)構(gòu)中，兩種元素在燃燒時(shí)相互作用產(chǎn)生較好的協(xié)同阻燃作用。
硼酸是合成硼雜原子阻燃劑的基本原料，它是一個(gè)一元弱酸。合成這類阻燃劑的主要中間體是2-烯丙基-1,3-氧硼雜環(huán)戊烷，它是由硼氫化鉀在乙酸的作用下與烯丙基醇反應(yīng)而得。該化合物為硼氧五員雜環(huán)，非常穩(wěn)定，不會(huì)水解。與乙醇胺及二乙醇胺反應(yīng)分別得到B←N配位體的單環(huán)和雙環(huán)化合物。
對(duì)於具有B←N配位鏈的阻燃劑，采用常規(guī)的軋烘焙整理工藝，對(duì)棉織物阻燃整理，阻燃效果好，LOI值分別為24.2及25.2。
將中間體加熱到150~160°，部份水解，再經(jīng)常壓蒸餾來(lái)去除烯丙醇；或與乙二醇反應(yīng)幷加熱脫去烯丙醇後，分別得到二個(gè)產(chǎn)物，都具有阻燃性能，LOI分別為25.2和22.4。前者含硼較後者高，顯示有更好阻燃性。
含磷阻燃劑在較低溫度下就會(huì)分解產(chǎn)生磷酸，隨溫度的升高變成偏磷酸，繼而縮合成聚偏磷酸。偏磷酸是一種強(qiáng)烈的脫水劑，促使纖維素炭化，抑制了可燃性纖維素裂解物的生成，從而產(chǎn)生阻燃作用。此外，分解出的磷酸，又形成不揮發(fā)性的保護(hù)層而隔絕空氣。
但是，磷酸是纖維素在燃燒中使碳氧化成一氧化碳的催化劑，它減少了繼續(xù)氧化生成二氧化碳，防止因放熱反應(yīng)而造成纖維素的阻燃產(chǎn)生。含磷阻燃劑的阻燃作用主要是發(fā)生在凝固相部份。
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