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添加型無鹵阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-10-25 11:44:30 |
添加型無鹵阻燃劑是新的阻燃體系，燃燒時(shí)發(fā)煙量小，不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體。
添加型無鹵阻燃劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。這兩類化合物，燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，被稱為無公害阻燃劑，另外還有硅系阻燃劑及氮系阻燃劑等幾類新型的添加型無鹵阻燃劑。
阻燃是個(gè)沉重的話題。含鹵聚合物或與含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物具有優(yōu)良的阻燃性能，曾作為阻烯材料被廣泛應(yīng)用。但是，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這類含鹵阻燃材料會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害。添加型無鹵阻燃劑就是在材料中加入相適的無鹵阻燃劑來達(dá)到這一目的的。
磷氮系無鹵阻燃劑還包括膨脹型無鹵阻燃劑，它主要通過凝聚相發(fā)揮作用。在較低溫度下，由酸源產(chǎn)生能酯化多元醇(碳源)和可作為脫水劑的酸;在稍高的溫度下，酸與多元醇(碳源)進(jìn)行酯化反應(yīng)，而體系中的胺則作為此酯化反應(yīng)的催化劑，加速反應(yīng)進(jìn)行;體系在酯化反應(yīng)前或酯化過程中熔化;反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水蒸汽和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使已處于熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡。
磷系阻燃劑主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及雜環(huán)類等。 1、磷酸酯。磷酸酯阻燃劑屬于添加型阻燃劑。由于其資源豐富價(jià)格便宜應(yīng)用十分廣泛。磷酸酯是由相應(yīng)的醇或酚與三氯化磷反應(yīng)然后水解制得。
市場(chǎng)上已經(jīng)開發(fā)成功并大量使用的磷酸酯阻燃劑有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三異丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。磷酸酯的品種多用途廣但大多數(shù)磷酸酯產(chǎn)品為液態(tài)耐熱性較差且揮發(fā)性很大與聚合物的相容性不太理想。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)
外觀：純凈的磷酸三(2-氯乙基)酯為無色或淡黃色油狀透明液體，具有淡奶油味。
折光率（n20D）1.4731
沸點(diǎn)194℃，閃點(diǎn)225℃
凝固點(diǎn)-64℃
分解溫度240-280℃
粘度38-47厘泊（20℃）
磷含量10.8%
氯含量37.3%,與一般有機(jī)溶劑（如醇、酮、芳烴、氯仿等）相溶，不溶于脂肪族烴，幾乎不溶于水、且水解穩(wěn)定性良好，在堿性溶液中有少量分解，本品無明顯腐蝕性。
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%.
為此國(guó)內(nèi)外開發(fā)出一批新型磷酸酯阻燃劑如三(1-氧代-1-磷雜-267-三氧雜雙環(huán)[222]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯Trimer及1-氧-4-羥甲基-267-三氧雜-1-磷雜雙環(huán)[222]辛烷(PEPA)。
Trimer的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)對(duì)稱磷的含量達(dá)21.2%PEPA的含磷量為17.2%。這兩種磷酸酯阻燃劑為白色粉末。熱穩(wěn)定性非常好且與聚合物有很好的相容性。
膦酸酯阻燃劑是很有發(fā)展前途的一種阻燃劑由于膦酸酯分子中存在C-P鍵所以其穩(wěn)定性非常好有非常好的耐水性、耐溶劑性。
國(guó)內(nèi)也對(duì)膦酸酯進(jìn)行了研究合成出的膦酸酯有NN-對(duì)苯二胺基2-羥基二芐基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯DMMP其中DMMP是近年開發(fā)出來的一種添加型阻燃劑。DMMP是以亞膦酸三甲酯為原料在催化劑作用下發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)經(jīng)過分子重排制得。
DMMP最顯著的特點(diǎn)是含磷量高達(dá)25%阻燃效果非常好添加量為常用阻燃劑的一半時(shí)就能發(fā)揮同樣的功效。
氧化膦的水解穩(wěn)定性優(yōu)于磷酸酯是一種穩(wěn)定性極高的有機(jī)膦化合物可用作聚酯的阻燃劑阻燃聚酯色澤好機(jī)械性能好。該類阻燃劑分為兩大類一類是添加性另一類是反應(yīng)性。近年來人們?cè)诟呦鄬?duì)分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦單體制備阻燃型工程塑料已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。用含有活性官能團(tuán)的氧化膦單體摻入共聚可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等通過反應(yīng)將含磷單體結(jié)合到合成材料的分子鏈上賦予材料永久的阻燃性而且不會(huì)滲出。
有機(jī)磷雜環(huán)化合物是近年來阻燃劑研究中非常活躍的領(lǐng)域之一主要有五元環(huán)、六元環(huán)及螺環(huán)類化合物。其中五元磷雜環(huán)阻燃劑品種較少一般用于聚酯和聚酰胺及聚烯烴的阻燃六元雜環(huán)在磷雜環(huán)阻燃劑中占據(jù)主導(dǎo)地位主要有磷雜氧化膦、磷酸酯、籠狀磷酸酯、膦酸酯和亞磷酸酯等可用于聚酯、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等多種材料的阻燃處理。
磷螺環(huán)阻燃劑大多數(shù)由季戊四醇與磷化合物反應(yīng)制得分子中一般都含有大量碳含有2個(gè)磷原子含磷量高阻燃效果好可作為膨脹型阻燃劑在材料中起到增塑、熱穩(wěn)定和阻燃的作用。
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