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聚乙烯無鹵阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-13 10:33:29 |
可膨脹石墨是近年來出現(xiàn)的一種聚乙烯無鹵阻燃劑，它由天然石墨經(jīng)化學處理而成。其阻燃機理為:在瞬間受到200℃以上高溫時，由于吸留在石墨層間點陣中的化合物分解，石墨沿著結構的軸線呈現(xiàn)出數(shù)百倍的膨脹，并在1100℃時達到最大體積，體積最大可擴大280倍。利用這一特性在火災發(fā)生時通過體積瞬間擴大將火焰熄滅。
楊永芳等用聚乙烯無鹵阻燃劑可膨脹石墨阻燃聚乙烯，當可膨脹石墨的添加量為30份的時候聚乙烯的氧指數(shù)達到27以上，然而聚乙烯的力學性能卻變得很差，拉伸強度降到9MPa以下。
Xie等對膨脹石墨協(xié)同多種聚乙烯無鹵阻燃劑阻燃聚烯烴進行了研究后發(fā)現(xiàn)EGΠHFFRΠPO體系的熱氧穩(wěn) 定性和氧指數(shù)都有明顯提高，而燃燒時的HRR則有明顯降低。最后作者利用EVA做相容劑制備了力學性能和阻燃性能均非常優(yōu)異的材料。
Xie等利用FTIR、XPS、WXAD對可膨脹石墨協(xié)同膨脹性阻燃劑阻燃LLDPE進行了研究發(fā)現(xiàn):(1)LLDPE高溫下的裂解導致其主鏈的斷裂以及各種熱氧產(chǎn)物的生成;(2)LLDPE的降解隨著可膨脹石墨的加入而變緩，隨著熱氧降解的時間的延長，溫度的升高而加劇;(3)WAXD測試表明LLDPEΠEG和LLDPEΠEGΠHFFR的晶態(tài)結構在熱氧降解過程中已經(jīng)被部分或完全破壞了，而LLDPEΠEGΠHFFR晶體結構的改變是由于LLDPE鏈的斷裂和FR的反應產(chǎn)物的分解引起的。
聚乙烯阻燃的問題已經(jīng)越來越受到人們的重視。鹵系阻燃劑雖然有添加量少，對制品物理力學性能影響小等優(yōu)點，但由于其容易產(chǎn)生二次污染，因而其使用會受到越來越多的限制。而目前的無鹵阻燃劑雖然在阻燃效果、同樹脂基體的相容性等方面還有所不足，但許多新型的阻燃劑正在不斷地被開發(fā)出來克服上述的不足之處。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)工藝
三氯氧磷直接法（熱法）和三氯化磷間接法（冷法）。
（1）熱法 將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，在不超過10℃以下，緩緩加入三氯氧磷，然后在回流濕度下反應3-4h，冷卻至室溫后，反應物經(jīng)水洗回收吡啶，用于燥硫酸鈉脫水，過濾除硫酸鈉，常壓下蒸餾回收苯；減壓蒸餾收集243-245℃/1.47KPa的餾分，經(jīng)冷卻、結晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進行水解生成磷酸三苯酯。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進行減壓蒸餾得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等雜質(zhì)。用乙醇或乙醇與溶劑汽油的混合液進行重結晶精制。
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。
比如磷酸銨和多聚磷酸銨及其相應的膨脹型阻燃劑是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域，作為無鹵阻燃劑，其前景十分廣闊。但解決其熱穩(wěn)定性、耐水性、噴霜性、加工性等不足仍是未來值得研究的課題。
不溶性多聚磷酸銨阻燃劑，用一種帶有能同蜜胺上活潑氫反應得官能團的化合物處理蜜胺涂覆的銨鹽顆粒，使顆粒表面形成一種粘合劑，然后顆粒粘合在 一起，得到粒度大于15μm的多磷酸鹽顆粒，這種阻燃劑的化學性質(zhì)穩(wěn)定?？傊瑹o公害、無二次污染型的阻燃劑是今后聚乙烯用阻燃劑研究和發(fā)展的趨勢。
王麗麗等使用羥基硅油處理Mg(OH)2和Al(OH)3，使用處理后的Mg(OH)2和Al(OH)3高填充PEΠATHΠMH(ATH∶MH=2∶1)體系在氧指數(shù)提高的同時，材料的沖擊強度和斷裂伸長率都有了大幅度的提 高，使材料的斷裂形式從脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。
火災發(fā)生時，含鹵阻燃材料在阻燃過程中會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害。2003年2月，歐盟頒布了RoHs( The Restriction of Hazardous Substancesin Electrical and Electronic Equip-ment，Directive 2002/95/EC)和WEEE(Waste Electri-cai and Electronic Equipment，Directive 2002/96/EC)兩個指令，前者是關于在電子電氣設備中限制和禁止使用某些有毒、有害物質(zhì)和元素的指令，后者是關于回收廢棄電子電氣設備的指令。這兩個指令于2004年8月轉(zhuǎn)換成歐盟15個成員國的法律(法規(guī))，WEEE指令于2005年8月生效，RoHs指令于2006年7月生效。
西歐即將在建材等行業(yè)實行新的阻燃分類方法和測試標準，中國也已報批建筑材料及制品燃燒性能等級的國家標準，此標準與上述的西歐新標準具有共同的特點，即在評價材料阻燃性能上，強調(diào)了釋熱速率、火災發(fā)展速率、生煙性及燃燒產(chǎn)物的腐蝕性和毒性等，為了通過這類新標準，傳統(tǒng)的鹵系阻燃材料將顯得無能為力，人們將轉(zhuǎn)向使用成炭阻燃塑料(特別是膨脹型阻燃塑料)和熱固性阻燃塑料，這也是符合RoHS指令對有害物質(zhì)的限制和禁止使用要求的。
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