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膨脹型石墨阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-5 10:26:22 |
膨脹型石墨(EG)是另一類獲得了廣泛應用的無機阻燃劑。由于膨脹型石墨阻燃劑具有資源豐富、制造簡單、價格低廉、無毒、低煙等優(yōu)點，成為當前膨脹型阻燃劑研究的另一個熱點。但是EG在單獨使用時阻燃效果不佳，一般與其他阻燃劑共同使用而達到較好的阻燃效果。而聚磷酸銨是經(jīng)常用到的重要阻燃劑之一。
田春明等將膨脹型石墨阻燃劑EG與聚磷酸銨共同用于高密度聚乙烯(PE-HD)的阻燃。研究發(fā)現(xiàn)，聚磷酸銨/EG的加入使PE-HD的熱穩(wěn)定性增強，降解過程變緩，剩炭率增加。在聚磷酸銨/EG為2/1或1/3時極限氧指數(shù)最佳。
聚磷酸銨/EG的加入可使得PE-HD生成連續(xù)致密的炭層，而對材料力學性能的影響比其他膨脹型阻燃劑要小。蔡曉霞等對聚磷酸銨/EG協(xié)同阻燃EVA進行了研究。結(jié)果表明，聚磷酸銨和EG對EVA具有良好的協(xié)同阻燃效果，認為在受熱不同時期發(fā)揮的作用是產(chǎn)生協(xié)同的主要原因，前期主要是膨脹型石墨阻燃劑EG在凝聚相中的阻燃機理，中后期主要是聚磷酸銨在凝聚相發(fā)揮阻燃作用和部分的氣相阻燃作用。Wei等將天然石墨、自制的EG與膨脹型阻燃劑共同用于PP的阻燃，發(fā)現(xiàn)在添加量為2份時，EG與膨脹型阻燃劑的協(xié)同效率最高，而且比天然石墨效率高。
Li等將EG與MoSi2用于聚磷酸銨/PER/MEL阻燃的膨脹型涂料的改性。結(jié)果表明，加入EG與MoSi2后涂料的耐火時間明顯延長，剩炭率明顯提高。在添加9%MoSi2和5%EG時阻燃性能最好。加入EG與MoSi2后改善了涂料的抗氧化性能，主要是由于MoSi2生成的陶瓷狀的保護層覆蓋在多孔性剩炭的表面造成的。
Han等對比研究了EG、聚磷酸銨及膨脹型 阻燃劑對PE的協(xié)同阻燃作用。結(jié)果表明，EG與膨脹型阻燃劑具有更好的協(xié)同阻燃效率，EG/聚磷酸銨僅能略微延緩PE降解，而EG/膨脹型阻燃劑能促使形成更堅實的炭層，導致失重速率明顯降低，協(xié)同效率較高。
磷酸三苯酯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(jié)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(jié)晶精制。
Ke等將納米SiO2用于聚磷酸銨/雙季戊四醇/三聚氰胺(聚磷酸銨/DPER/MEL)處理的丙烯酸系涂料，通過極限氧指數(shù)、TGA、DTA、掃描電子顯微鏡(SEM)及XPS研究發(fā)現(xiàn)，良好分散在丙烯酸復合物中的納米粒子，能夠改善高溫下生成炭層的結(jié)構，提高其抗氧化性能。將納米SiO2與納米TiO2共用，均勻分散并形成互穿網(wǎng)絡結(jié)構的納米氧化物能極大地提高涂層的抗?jié)駸嵝阅?，并且涂層通過濕熱測試后，仍能保留優(yōu)良的阻燃性能和力學性能。
此外，Levchik等將一種具有層狀結(jié)構的硅鋁酸鹽云母與聚磷酸銨用于聚酰胺6(PA6)的阻燃，發(fā)現(xiàn)云母的加入能使聚磷酸銨阻燃PA6的極限氧指數(shù)明顯上升，通過UL94V0級。同時發(fā)現(xiàn)，在受熱超過350e時，聚磷酸銨會與云母發(fā)生化學反應，產(chǎn)生揮發(fā)性的聚磷酸，同時增加固體剩余物的含量和穩(wěn)定性。
Chen等將羥基硅油(HSO)作為膨脹型阻燃體系的協(xié)效劑用于PP的阻燃，通過TGA、錐形量熱、XPS等研究發(fā)現(xiàn)，PP/聚磷酸銨/PER/HSO及PP/聚磷酸銨/MEL/PER/HSO具有較小的熱釋放速率及總熱釋放量，CO、CO2生成量也明顯降低，HSO能促進燃燒時形成均勻堅實的膨脹炭層，有明顯的協(xié)同作用。
Marosi等將一種陶瓷前體有機硼硅氧烷(BSi)應用于聚磷酸銨/PER阻燃PP體系，少量具有反應活性的BSi(2%)即可使極限氧指數(shù)由29%提高至35%，UL94由V2級上升到V0級。拉曼光譜研究表明BSi在燃燒條件下部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機炭，進而形成無機/有機雜化炭層，該炭層具有良好的柔性，在火焰下穩(wěn)定、不開裂，從而具有優(yōu)異的隔熱、隔氧性能。
Kandola等及Xia等的研究表明蒙脫土和聚磷酸銨存在協(xié)同效應，蒙 脫土能明顯增加炭的生成，降低熱釋速率、總熱釋放量及煙的產(chǎn)生。劉國勝等將海泡石用于膨脹型阻燃劑處理的PP，發(fā)現(xiàn)海泡石和聚磷酸銨之間存在協(xié)同作用，添加25份阻燃劑可以通過UL94V0級，相同添加量下加入海泡石的體系平均熱釋放速率和煙密度最低，極限氧指數(shù)最高，力學性能較好。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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