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磷-氮阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-10-19 12:56:01 |
磷-氮阻燃劑多屬于膨脹型阻燃劑。膨脹型阻燃劑是近些年來發(fā)展較快的一類環(huán)保型阻燃劑，它以磷、氮為主要活性組分，不含鹵素，也無需采用氧化銻為協(xié)助劑；其材料或制品燃燒時，僅放出少量的煙，且無鹵化氫等有毒氣體產(chǎn)生，還可以防止熔滴的產(chǎn)生。
磷-氮阻燃劑其中比較成熟和已經(jīng)工業(yè)生產(chǎn)的有護炭CN-329和XPM-1000，它們是同一分子中含有膨脹阻燃作用3種組分（酸源、碳源、氣源）的化合物，常用于聚烯烴的阻燃。
2001年Shieh等用DOPO和甲醛反應(yīng)合成了反應(yīng)型含磷單體ODOPM，繼而同三聚氰胺、甲醛、苯酚反應(yīng)制得含磷酚醛樹脂ODOPM-MPN。將ODOPM-MPN用于固化環(huán)氧樹脂，所得固化物的機械性能和阻燃性能都有一定的提高，燃燒時產(chǎn)生的煙塵也較少，這種新型固化劑的磷、氮協(xié)同效應(yīng)對樹脂性能有很好的改善。
2006年劉暢等用氯化螺環(huán)磷酸酯與水合肼 反應(yīng)，進而和取代苯甲醛反應(yīng)得到一系列結(jié)構(gòu)對稱性高、相對分子量大、含較多芳構(gòu)型碳和磷雜環(huán)結(jié)構(gòu)的磷-氮阻燃劑TDSUB。TDSUB熱穩(wěn)定性能好，600℃的殘?zhí)柯士蛇_40%。應(yīng)用于環(huán)氧樹脂E-41中，10%的添加量可使LOI值達到28；燃燒時無熔融滴落和彎卷等現(xiàn)象，樣條明顯發(fā)泡膨脹，迅速炭化，這表明TDSUB是一類較好的膨脹型阻燃劑。
2007年Ma等報道將螺環(huán)磷酰氯與4，4'-二氨基二苯甲烷反應(yīng)合成了新型的含磷、氮結(jié)構(gòu)的聚合型膨脹阻燃劑（PDSPB），該聚合物的主要分解階段在300℃以上，600℃殘?zhí)柯士蛇_42%。將該阻燃劑與ABS樹脂共混，較純樹脂的初始分解溫度有所下降，但隨添加量的增加，殘?zhí)柯屎蚅OI值都明顯提高。以錐形量熱實驗測試了ABS與ABS／ PDSPB共混物的燃燒性能，結(jié)果顯示，隨著PDSPB添加量的增加，釋熱率明顯降低。
2008年Song等以季戊四醇、三氯氧磷與4，4'-二氨基二苯甲烷為原料合成了含磷、氮膨脹 型阻燃劑PDBPP。研究表明PDBPP能顯著提高PP的熱穩(wěn)定性能和阻燃性能。另外發(fā)現(xiàn)金屬螯合物的加入能進一步提高PDBPP的阻燃性能，明顯降低燃燒釋熱速率。金屬離子能與PDBPP的降解產(chǎn)物通過鹽橋形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致更致密的炭層的生成。這種研究對阻燃劑的發(fā)展提供了一種新的思路。
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2009年唐安斌等報道了一種含DOPO和均三嗪結(jié)構(gòu)的磷-氮阻燃劑。該阻燃劑熱穩(wěn)定性能好，阻燃效率高，既可作為反應(yīng)型阻燃劑用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯等熱固性樹脂的阻燃，又可作為添加型阻燃劑用于ABS、尼龍等工程塑料的無鹵阻燃。
2010年Xiang等報道以螺環(huán)磷酰氯與雙氰胺反應(yīng)合成了新型膨脹型阻燃劑SPDC。SPDC熱穩(wěn)定性好，700℃的殘?zhí)柯蔬_31.6%。SPDC與APP協(xié)同使用［m（SPDC）∶m（APP）=3∶1］時，阻燃效果最佳。30%的添加量可使PP的LOI值達38.5，垂直燃燒達到V-0級。阻燃PP的機械性能也沒有明顯降低。
膦腈（phosphazene）是一類骨架由磷和氮原子交替排列的化合物，它們兼具無機物和有機物的優(yōu)異性能，因而在阻燃領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用前景。
2001年Huang等［54］由環(huán)三膦腈與氮雜環(huán)丙烷反應(yīng)合成了NPAZ，用于固化水基聚氨酯（PU）。NPAZ在PU中既作為交聯(lián)劑，又作為含磷、氮的 協(xié)同阻燃劑。當(dāng)NPAZ添加量為1.5%時，PU的熱穩(wěn)定性能、阻燃性能以及機械性能都有明顯提高。
2009年Liu等用4-羥基苯甲醛取代六氯環(huán)三膦腈上的氯原子，再將醛基還原，合成了六（4-羥甲基苯氧基）環(huán)三膦腈PN-OH。PN-OH與雙酚A縮水甘油醚（DGEBA）在Ph3P作催化劑下反應(yīng)，合成了一種新型的膦腈型環(huán)氧樹脂，并用二氨基二苯甲烷、雙氰胺、熱塑性酚醛樹脂和均苯四甲酸二酐四種固化劑固化。結(jié)果顯示4種PN-EP固化物表現(xiàn)出優(yōu)異的阻然性能，LOI值在30以上，并且可以達到UL-94V-0級。這種環(huán)境友好的無鹵阻燃環(huán)氧樹脂在電子電工領(lǐng)域有廣泛的潛在應(yīng)用。
2010年Shin等比較了3種環(huán)三膦腈衍生物PNCP、CTCP、HNCP的阻燃性能。當(dāng)應(yīng)用于ABS 樹脂中，HNCP／ABS體系的阻燃效果及機械性能最佳，這可能歸因于磷、氮的協(xié)同作用以及萘環(huán)較高的熱穩(wěn)定性。
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