膨脹型阻燃劑組成主要是三部分:炭化劑(炭源)、炭化催化劑(酸源)、膨脹劑(氣源)。炭化劑為膨脹多孔炭層的炭源,一般是含碳豐富的多官能團(tuán)(如—OH)物質(zhì),季戊四醇(PER)及其二縮醇、三縮醇是常用的炭化劑。炭化催化劑一般是可在加熱條件下釋放無(wú)機(jī)酸的化合物。無(wú)機(jī)酸要求沸點(diǎn)高,而氧化性不太強(qiáng)。聚磷酸銨(APP)為常用的炭化催化劑。膨脹劑為受熱放出惰性氣體的化合物,一般是銨類(lèi)和酰胺類(lèi)物質(zhì),如尿素、密胺、雙氰胺及其衍生物。
膨脹型阻燃劑組成（1）酸源:為了具有實(shí)用性,酸源必須能夠使含碳多元醇脫水。在火災(zāi)發(fā)生前,我們不希望脫水反應(yīng)發(fā)生,所以常用的酸源都是鹽或酯。酸源釋放酸必須在較低的溫度進(jìn)行,尤其應(yīng)低于多元醇的分解溫度。如果有機(jī)部分有助于成炭,使用有機(jī)磷化物效果更好。
膨脹型阻燃劑組成（2）炭源:炭源的有效性與碳含量及活性羥基的數(shù)量有關(guān)。炭源應(yīng)在其本身或基體分解前的較低溫度下與催化劑反應(yīng)。
膨脹型阻燃劑組成（3）氣源:發(fā)泡劑必須在適當(dāng)?shù)臏囟确纸?并釋放出大量氣體。發(fā)泡應(yīng)在熔化后、固化前發(fā)生。適當(dāng)?shù)臏囟扰c體系有關(guān)。對(duì)于特定的膨脹阻燃聚合物體系,有時(shí)并不需要3個(gè)組分同時(shí)存在,有時(shí)聚合物本身可以充當(dāng)其中的某一元素。使用以上準(zhǔn)則可預(yù)測(cè)大多數(shù)體系的有效性。
膨脹型阻燃劑受熱時(shí),炭化劑在炭化催化劑作用下脫水成炭,碳化物在膨脹劑分解的氣體作用下形成蓬松有孔封閉結(jié)構(gòu)的炭層。一旦形成,其本身不燃,且可削弱聚合物與熱源間的熱傳導(dǎo),并阻止氣體擴(kuò)散。一旦燃燒得不到足夠的燃料和氧氣,燃燒
的聚合物便會(huì)自熄。此炭層經(jīng)歷以下幾步形成。
(1) 在較低溫度下由酸源放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無(wú)機(jī)酸。
(2) 在稍高于釋放酸的溫度下,發(fā)生酯化反應(yīng),而體系中的胺則可作為酯化的催化劑。
(3) 體系在酯化前或酯化過(guò)程中熔化。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)
包裝方式：凈重25KG/復(fù)合紙袋(內(nèi)襯黑色塑料袋)，一個(gè)小柜裝12.5噸。
本產(chǎn)品產(chǎn)量：100噸/月
發(fā)貨港口：上海港
價(jià)格報(bào)價(jià)有效期：15天
進(jìn)倉(cāng)時(shí)間：15天內(nèi)（商檢報(bào)關(guān)）
出口權(quán)限：本公司自營(yíng)進(jìn)出口權(quán)。
(4) 反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸汽和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系膨脹發(fā)泡．
(5) 反應(yīng)接近完成時(shí),體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫炭層。在上面論述的基礎(chǔ)上,看上去似乎任何含有這幾種官能團(tuán)的化合物都能發(fā)泡,只是發(fā)泡的程度不同,其實(shí)這是錯(cuò)誤的。為了發(fā)泡,各步反應(yīng)必須幾乎同時(shí)發(fā)生,但又必須按嚴(yán)格的順序進(jìn)行。膨脹型阻燃劑也可能具有氣相阻燃作用,因?yàn)榱?氮-碳體系遇熱可能產(chǎn)生NO及NH3,而它們也能使自由基結(jié)合而導(dǎo)致燃燒鏈反應(yīng)終止。
膨脹型阻燃劑的成炭作用主要是由于酸源APP受熱分解生成具有強(qiáng)脫水性的磷酸和焦磷酸,它們與成炭劑中的羥基或氨基發(fā)生脫水或脫胺反應(yīng)而生成磷酸酯。生成的酯受熱分解而生成不飽和烯烴,接著不飽和烯烴發(fā)生多分子環(huán)化聚合反應(yīng)而生成穩(wěn)定的聚芳香結(jié)構(gòu)的炭層,而非芳香結(jié)構(gòu)中的烷基支鏈則斷裂為小分子而燃燒。
常見(jiàn)的APP和PER體系的成炭反應(yīng)過(guò)程分幾步進(jìn)行。首先,210℃時(shí)APP長(zhǎng)鏈斷裂而生成磷酸酯鍵。失水及氨后,可以生成環(huán)狀磷酸酯。若繼續(xù)升高溫度,通過(guò)炭化反應(yīng),磷酸酯鍵幾乎完全斷裂,生成不飽和富炭結(jié)構(gòu),反應(yīng)中可能有Diels-Aider反應(yīng),使得環(huán)烯烴、芳烴及稠烴結(jié)構(gòu)進(jìn)入焦炭結(jié)構(gòu)。
膨脹是由于裂解產(chǎn)生的氣體遷移所致。遷移的速率與燃燒區(qū)熔融物的粘度和放出氣體的數(shù)量有關(guān),聚合物粘度可以通過(guò)控制交聯(lián)度從而影響炭結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)。膨脹炭層的封閉小室的形狀將取決于成炭時(shí)放出氣體數(shù)量以及成炭物的粘度。膨脹劑必須滿足氣體釋放過(guò)程與炭化過(guò)程相匹配。發(fā)泡源的分解溫度過(guò)低,氣體在成炭前已溢出,起不到發(fā)泡作用;發(fā)泡的分解溫度過(guò)高,氣體可能將炭層頂起或吹跑。尿素不能和APP-PER體系很好匹配。雖然尿素可以釋放70%的的氣體,但它的分解溫度(150~230℃)與膨脹層(APP- PER)形成溫度(280~320℃)相比太低。密胺在250~380℃可以發(fā)生一系列反應(yīng),放出氣體,為常用的膨脹劑。另外,炭化反應(yīng)生成的PER磷酸酯結(jié)構(gòu)和PER醚結(jié)構(gòu)在加熱時(shí)也會(huì)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。
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