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軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-11 11:58:42 |
(多)磷酸酯類作為阻燃劑在聚合物阻燃應(yīng)用中占據(jù)了重要的地位。用于軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑主要是各種芳基磷酸酯及芳基-烷基磷酸酯。所有用作軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑的磷酸酯的磷含量相近，在7.8%～8.6%之間。它們用于替代軟質(zhì)PVC中部分鄰苯二甲酸酯和其他酯類增塑劑，可使制品的阻燃性提高，但其他性能惡化。
有文獻(xiàn)報道，三芳基磷酸酯阻燃PVC具有較高的氧指數(shù)和彈性模量，而烷基二芳基磷酸酯阻燃PVC的氧指數(shù)和彈性模量皆較低，這是因為多芳基磷酸酯的阻燃性較高而柔順性較低之故。而且，芳基上的烷基取代基也對磷酸酯的阻燃性和柔順性有影響。以磷酸酯阻燃的PVC點燃時間都較短，且差別不是很大，在10～20s之間，這是因為所含磷酸酯較易揮發(fā)，且在較低溫度下發(fā)生熱裂解之故。
此外，K.S.Annakutty等研究了多磷酸酯對于軟質(zhì)PVC阻燃的效果。結(jié)果表明:PVC/鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)/低分子質(zhì)量的磷酸酯(包括各種多磷酸酯，磷酸三乙酯TEP，磷酸三甲苯酯TCP)(50/40/10)中，多磷酸酯的存在，可以促進(jìn)PVC的成炭，且成炭率隨著其中磷含量的增加而增加。但是包含各種多磷酸酯的PVC在熱失重數(shù)據(jù)上并沒有大的不同。
熱失重試驗表明，TEP、TCP的存在使得PVC的行為和包含多磷酸酯的PVC不太一樣，基本不會促進(jìn)PVC成炭，在550℃時PVC會完全失重。另外，與TEP、TCP相比，多磷酸酯的存在可以更有效地抑制PVC的熱氧化降解。所有試樣的氧指數(shù)大部分處在25～27之間，和包含單磷酸酯的PVC相比，包含多磷酸酯的PVC有更好的阻燃性。在包含不同的多磷酸酯的PVC的比較中，當(dāng)多磷酸酯中含有鹵素時，氧指數(shù) 會更高。而烷基多磷酸酯對PVC的阻燃效果也要好于芳基多磷酸酯。另外，在磷酸酯增塑的PVC中不適于加入三氧化二銻(Sb2O3)。有文獻(xiàn)報道，這樣的配方會導(dǎo)致相反的協(xié)同作用，降低體系的阻燃性。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)為無色至微黃色油狀液體，溶于苯、醇、四氯化碳等有機溶劑，不溶于水和脂肪族烴，相對密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5)，粘度58mm2/S，含氯量32.8%，含磷量9.5%，由于分子內(nèi)同時含有磷氯兩種元素，阻燃性能顯著，同時還有增塑、防潮、抗靜電等作用.磷酸三(2-氯丙基)酯其物化性能類似于TCEP，但對水和堿的反應(yīng)性能較低.具有優(yōu)良的阻燃性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能提高制品的耐油性、耐水性和阻燃性.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產(chǎn).特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導(dǎo)及水解穩(wěn)定性,特別適用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹酯及酚醛塑料在低溫時具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產(chǎn)中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運輸帶（特別是煤礦）、導(dǎo)風(fēng)筒、電線電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲存穩(wěn)定性甚佳。
含有乙烯、銻、磷酸酯的聚合物軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑。在一種聚合物中，包含多種具有阻燃功效的元素，這種方法比把幾種含不同元素的阻燃劑簡單地混合有更好的效果，還可以有效地控制諸如增塑劑遷移、揮發(fā)之類的問題。P.Kannan等研制了一種含有乙烯、銻、磷酸酯的聚合物軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑。
這是一種粉紅色的稠狀液體，其中包含了P、Sb、N、Br等多種元素。這種軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑(Polyethy2leneStibinitePhosphateEsters)和DOP共同使用增塑PVC，可以使PVC的氧指數(shù)比使用磷酸三(鄰甲)苯酯增塑后有較大提高。同時，在其中單獨加入磷酸氫二胺(DAP)或氫氧化鋁(ATH)后，也會改善試樣的氧指數(shù)。在其中同時加入DAP、ATH和聚合物阻燃填料(FRP)后，氧指數(shù)可以從24.5提高到27.5。但是這種軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑的穩(wěn)定性欠佳，在80℃會發(fā)生分解，所以在使用中只能少量替代DOP。
多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑。傳統(tǒng)的阻燃劑雖然對體系有阻燃作用，但是由于它還可能在一定程度上影響樹脂的其他性能，所 以人們還希望找到一種更好的阻燃劑，對樹脂產(chǎn)生盡可能小的影響。1991年有專利報道，采用多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑來增塑PVC。多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯作為PVC樹脂的阻燃型增塑劑具有阻燃、不揮發(fā)、耐遷移的優(yōu)點。對于像PVC這樣的鹵化樹脂，添加此軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑非常有效。多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯中的溴含量越高，在燃燒中產(chǎn)生的煙越少;同時，高溴含量對于提高體系的熱穩(wěn)定性也有好處。
二烷基四取代鄰苯二甲酸鹽(酯)軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑。K.J.Drost等曾提到一種采用含碳原子數(shù)不同的有機醇和四取代鄰苯二甲酸酐或四取代鄰苯二甲酸合成的阻燃型增塑劑———二烷基四取代鄰苯二甲酸鹽(酯)。此軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑不但具有良好的增塑作用,同時具有優(yōu)良的抑煙性。J.F.Day等也提到采用二烷基四氯代鄰苯二甲酸酯和二烷基四溴代鄰苯二甲酸酯的混合物來增塑PVC。由于氯和溴有協(xié)同阻燃的作用,所以二烷基四氯代鄰苯二甲酸酯和二烷基四溴代鄰苯二甲酸酯兩者的共同存在對于PVC的阻燃起到了很大的促進(jìn)作用,試樣的氧指數(shù)均在30以上。同時,增塑后的PVC,其低溫柔順性和燃燒時的發(fā)煙量均有所改善。
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