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三聚氰酰胺阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-9-6 16:58:51 |
三聚氰酰胺阻燃劑具有較高的阻燃效率；主要原因是它能提供：①惰性氣源，這種惰性氣源可稀釋氧氣和高聚物分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度；②吸熱機(jī)制，氣體的生成和熱對(duì)流能帶走一部分熱量。
使用三聚氰酰胺阻燃劑的基材遇火所產(chǎn)生的流滴很少。三聚氰酰胺阻燃劑均為白度很高的白色結(jié)晶粉末，因而易于著色。三聚氰酰胺阻燃劑不含離子型雜質(zhì)，故能賦予被阻燃材料優(yōu)異的電氣性能。
三聚氰酰胺阻燃劑的阻燃機(jī)理完全不同于傳統(tǒng)鹵系阻燃劑。鹵系阻燃劑一般通過(guò)氣相反應(yīng)（釋放含氯或溴的游離基）而達(dá)到阻燃防火目的，因而對(duì)環(huán)境具有損害。
三聚氰酰胺阻燃劑則形成不可燃的惰性氣體，通過(guò)特殊的化學(xué)反應(yīng)和促成膨脹機(jī)理（形成防護(hù)性炭）而熄滅火焰或阻止火焰與氧氣接觸，達(dá)到阻燃目的。這種氮－磷協(xié)同性阻燃機(jī)理具有環(huán)保意義，使之成為替代傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的理想環(huán)保型阻燃劑。
三聚氰酰胺阻燃劑在阻燃尼龍中所需添加量一般只為傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的１／２，即可達(dá)到ＵＬ－９４ Ｖ－０級(jí)阻燃效果，因而其應(yīng)用成本極低。
三聚氰胺主要的作用是增大了熔體流動(dòng)，滴落變大。由于這個(gè)原因，三聚氰胺及其衍生物的主要缺點(diǎn)是在玻璃纖維增強(qiáng)的材料中阻燃效果比在未增強(qiáng)材料中有所降低。
三聚氰酰胺阻燃劑不僅與磷系、溴系、銻系阻燃劑有很好的協(xié)同作用，而且還可與其他助劑復(fù)合使用。例如，氮／磷比例大約為４∶１時(shí)，就具有很好的阻燃效果，其原因是由于氮組分促進(jìn)了磷的碳化作用。
三聚氰胺及其衍生物在阻燃尼龍中的應(yīng)用始于２０世紀(jì)７０年代。在過(guò)去三十年間，人們研究了一系列三聚氰胺及其衍生物在阻燃尼龍中的應(yīng)用情況。三聚氰胺及其衍生物的化學(xué)性質(zhì)與ＰＡ６很相似，所以它比含鹵阻燃劑和紅磷更優(yōu)越。
三聚氰胺本身就能使ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ６／ＰＡ６６混合物達(dá)到Ｖ－０級(jí)。各種鹵系衍生物、金屬氧化物、某些有機(jī)磷酸鹽或堿金屬、堿土金屬在一起加入三聚氰胺，阻燃非常有效。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)
工業(yè)制法有三種：三氯氧磷與氯乙醇反應(yīng)；三氯化磷與氯乙醇反應(yīng)再氧化；三氯氧磷與環(huán)氧乙烷反應(yīng)（工業(yè)常用方法）。
1、三氯氧磷和環(huán)氧乙烷以偏釩酸鈉為催化劑，在50℃反應(yīng)，反應(yīng)物經(jīng)中和、水洗、真空脫水脫低沸物，即得成品。也可用氯乙醇做原料，與三氯氧磷或三氯化磷反應(yīng)來(lái)制造磷酸三（2-氯乙基）酯。
2、將326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏釩酸鈉投入反應(yīng)釜中。充氮驅(qū)盡反應(yīng)釜中的空氣，在真空下通入650 kg環(huán)氧乙烷，于45～50 ℃下攪拌2～3 h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性，水洗，真空脫水。得成品。
3.將三氯氧磷和偏磷酸鈉投入反應(yīng)釜中。充氮驅(qū)盡空氣，在真空下通入環(huán)氧乙烷，于45～50℃下攪拌2～3h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性，水洗，真空脫水得成品。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)用途
1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有極佳的阻燃性，優(yōu)良的抗低溫性及抗紫外線性，其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)燃方可燃燒，但移走火源則即刻自熄。以本品為阻燃劑不但可提高被阻燃材料的材料級(jí)別，而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗靜電性。常用于阻燃以硝基纖維和醋酸纖維為基材的油漆涂料，不飽和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛樹(shù)脂等，也可用于軟質(zhì)聚氯乙烯的增塑阻燃劑。本品用于不飽和聚酯添加量為10%～20%，在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚為原料)中可為10%左右，在軟質(zhì)聚氯乙烯中用作輔助增塑阻燃劑時(shí)為5%～10%。阻燃劑、鈾、釷、钚、锝等稀有金屬的分離溶劑或萃取劑。
2.本品廣泛用于化纖織物、醋酸纖維素作阻燃劑，除具有自熄性外，還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性。一般用量5～10份。本品為合成材料的優(yōu)良阻燃劑，兼具有良好的增型作用，廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維清漆、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛樹(shù)脂等，所制得的產(chǎn)品除具有自熄性外，還可改善制品的物理性能，制品手感柔軟，也可稱(chēng)為石油添加劑和稀有元素的萃取劑，并且還是阻燃橡膠輸送帶的主要阻燃材料，一般添加量為5%～10%。
3.用作添加型鹵代磷酸酯類(lèi)阻燃劑和增塑劑。分子中同時(shí)含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對(duì)紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纖維素涂料的阻燃劑、聚氯乙烯阻燃性增塑劑、金屬萃取劑、汽油添加劑及聚酰亞胺加工助劑等。能夠改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗靜電性。參考用量5%～20%.
三聚氰胺對(duì)尼龍有良好的阻燃效果，含３０％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）玻纖的ＰＡ６６中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１２％的三聚氰胺后可達(dá)ＵＬ－９４Ｖ－０級(jí)（０．８ｍｍ）。在尼龍聚合過(guò)程中或聚合后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為３０％的 ＭＣＡ可使其達(dá)到ＵＬ－９４Ｖ－０級(jí)且不起霜。
滑石、 二氧化鈦等礦物質(zhì)有利于三聚氰胺的阻燃，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％的三聚氰胺和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％氧化鋅可使尼龍阻燃性達(dá)ＵＬ－９４Ｖ－０級(jí)，不滴落，且提高了尼龍的熱穩(wěn)定性。三聚氰胺的主要缺點(diǎn)是易
起霜，在ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ６／ＰＡ６６共混物表面均有此現(xiàn)象。這可以通過(guò)加入一種聚縮醛樹(shù)脂或一種非離子表面活性劑來(lái)減少或消除，還可通過(guò)聚合來(lái)降低尼龍的加工溫度（＜２５０℃），達(dá)到消除起霜的目的。
劉長(zhǎng)生等人采用聚丙烯接枝羥甲基丙烯酰胺作增容劑，以ＭＣＡ作阻燃劑，制備了阻燃型硅灰石填充ＰＡ６／ＰＰ復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有很好的力學(xué)和阻燃性能，當(dāng)ＭＣＡ與聚合物質(zhì)量比為 １０％時(shí)，材料的氧指數(shù)（ＬＯＩ）達(dá)到３１。
改進(jìn)阻燃性和力學(xué)性能的尼龍混合料，它由ＰＡ６、ＭＣＡ、硬脂酸、癸二酸和己二胺等組成，所制得的制品阻燃性達(dá)到ＵＬ－９４Ｖ－０級(jí)，Ｉｚｏｄ沖擊強(qiáng)度為６ｋＪ／ｍ２，撓曲強(qiáng)度為３７００ＭＰａ。
近年來(lái)，研究了以三聚氰胺及其衍生物為阻燃劑的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的應(yīng)用情況。并成功推出了阻燃劑Ｍｅｌａｐｕｒ ２００。其基本特性是：熱穩(wěn)定性高，當(dāng)溫度為３００℃時(shí)，熱失重為０．２０％￣０．４０％；３２５℃時(shí)為０．４０％￣０．７０％；在１００ｍＬ水中的溶解度低于０．０１ｇ；氮／磷比例約４∶１。
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