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三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)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：2017-1-5 11:01:03 |
本文介紹了阻燃環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的發(fā)展趨勢(shì)，提出一種以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，以三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)作為阻燃劑的新型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的設(shè)計(jì)。三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好，低毒，與樹(shù)脂相容性好等優(yōu)點(diǎn)。
高分子材料用途也越來(lái)越廣泛，但幾乎所有的高分子材料都易燃燒，部分高分子材料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和煙霧，由此而帶來(lái)的火災(zāi)隱患已成為全球關(guān)注的問(wèn)題。在高分子材料中添加有效的阻燃劑，可使高分子材料具有難燃性、自熄性和消煙性。
膠粘劑作為應(yīng)用較為廣泛的高分子材料，也有了新的需求，不但要有良好的黏結(jié)性和耐腐蝕性，還要求環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害、使用簡(jiǎn)單、成本低廉，更重要的是某些膠粘劑還需要有一定的阻燃性。
這樣才能更大限度的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也擴(kuò)大膠粘劑在更多行業(yè)的使用范圍。在眾多膠粘劑中，環(huán)氧樹(shù)脂以其優(yōu)異的性能引起了人們的關(guān)注。環(huán)氧樹(shù)脂在涂料、土木、建筑、膠粘劑、電子、航空等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為熱固性樹(shù)脂中極為重要的一種[1]。但環(huán)氧對(duì)脂的易燃性及離火后的持續(xù)自燃使它們的應(yīng)用受到很大限制，因此制備阻燃環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑是人們倍感興趣的研究課題之一。
阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，鹵素阻燃劑仍占主導(dǎo)地位，它在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生高活性的自由基捕獲劑，從而可在氣相中有效地阻止燃燒，但同時(shí)也產(chǎn)生大量的腐蝕性和有毒氣體，由此而引發(fā)二英(Dioxin)問(wèn)題。
特別是在一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，這類材料的應(yīng)用已受到限制，且在歐洲未能獲得綠色環(huán)保標(biāo)志。所以目前高分子材料阻燃已趨向于無(wú)鹵化，對(duì)無(wú)鹵阻燃劑的研究成為世界各國(guó)的研究熱點(diǎn)之一。
由于鹵素阻燃劑對(duì)環(huán)境的危害，促使人們積極尋求無(wú)鹵、低煙、低毒和對(duì)環(huán)境友好的新型高效阻燃系統(tǒng)。近10年磷系阻燃劑已成為國(guó)內(nèi)阻燃劑研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了合成材料工業(yè)發(fā)展的需求。
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磷系阻燃劑按組成和結(jié)構(gòu)可分為無(wú)機(jī)磷阻燃劑和有機(jī)磷阻燃劑。無(wú)機(jī)磷系阻燃劑主要包括紅磷、磷酸鹽和聚磷酸銨等。研究表明，在環(huán)氧樹(shù)脂骨架結(jié)構(gòu)中加入含磷組分可有效提高其熱穩(wěn)定性和阻燃性。
而以戊季四醇為基的雙環(huán)籠狀磷酸酯(如1-氧代-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜-1-磷雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷，簡(jiǎn)稱PEPA)及其衍生物兼具豐富的碳源和酸源，與三聚氰胺等配合使用可發(fā)揮良好的膨脹阻燃作用。
目前已用于環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃劑主要有鹵素、鹵-銻體系和P-N系阻燃劑[6]。綜上所述，制備無(wú)鹵含磷膠粘劑將是目前的發(fā)展趨勢(shì)。
新型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的提出根據(jù)目前阻燃劑的發(fā)展方向，提出了以雙酚 A型環(huán)氧樹(shù)脂E-44為基體，以三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑制成阻燃膠粘劑的設(shè)計(jì)。其中選用651（低分子聚酰胺）和T31 （酚醛改性胺）混合配比固化劑。
三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑是由三聚氰胺與磷酸經(jīng)成鹽、聚合反應(yīng)生成的，具有多種結(jié)構(gòu)，主要含氨基和磷。MPP是一種有滑膩感的白色固體粉末，與聚酰胺相比具有水溶性低，含氮量高，熱穩(wěn)定性好，低毒，與樹(shù)脂相容性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，可以作為一種較好的環(huán)保阻燃劑。
三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑可以作為一種膨脹型阻燃劑，添加到環(huán)氧樹(shù)脂中產(chǎn)生阻燃作用。膨脹型阻燃劑的阻燃機(jī)理如下。 膨脹型阻燃劑在受熱時(shí)，成碳劑在脫水劑的作用下脫水成炭，碳化物在膨脹劑分解的氣體作用下形成蓬松發(fā)孔封閉結(jié)構(gòu)的炭層。該炭層為無(wú)定形碳結(jié)構(gòu)，其實(shí)質(zhì)是碳的微晶，一旦形成其本身不燃，并可阻止聚合物與熱源間的熱傳導(dǎo)，降低聚合物的熱解溫度。
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