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添加型有機類阻燃劑

來源:邵君( 先生,國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間:2017-10-13 10:42:52
添加型有機類阻燃劑中的鹵系阻燃添加劑在受熱時分解產(chǎn)生的鹵化氫,通過物理過程和自由基機理實現(xiàn)阻燃的目的。

在受熱條件下,鹵系阻燃添加劑發(fā)生熱分解,吸收部分熱量,以達到降低溫度的目的,同時會釋放出大量鹵化氫氣體,由于鹵化氫氣體的比重大于空氣,且不可燃燒,排走空氣或稀釋可燃氣體,是聚合材料的燃燒速度減緩或使燃燒熄滅,起到氣相阻燃效果。

另外,鹵系阻燃添加劑在燃燒溫度下分解出 HX,HX 與聚合物燃燒時釋放的高能量 HO?自由基發(fā)生反應(yīng),生成低能量的鹵系自由基 X?和 H2O,X?與烴類反應(yīng)再產(chǎn)生 HX。如此循環(huán)起到終止連鎖反應(yīng)的作用。

但是該阻燃添加劑處理過的材料燃燒時,會釋放大量有毒、腐蝕性的鹵化氫氣體,從而會造成人員窒息中毒和設(shè)備的腐蝕損壞;而且由于聚合物的揮發(fā)物得不到完全燃燒,致使分解產(chǎn)物形成大量的炭粒,產(chǎn)生大量煙霧,成為火災(zāi)中很危險的因素,因此,鹵系阻燃添加劑正在經(jīng)受著環(huán)境保護的嚴峻挑戰(zhàn)。

添加型有機類阻燃劑中的有機磷化物阻燃添加劑,主要是按凝聚相阻燃機理進行阻燃,當(dāng)含有磷系阻燃添加劑的高聚物經(jīng)受高溫或燃燒時,含磷化合物受熱分解生成磷的含氧酸,生成的偏磷酸可形成穩(wěn)定的多聚體,覆蓋于復(fù)合材料表面隔絕氧和可燃物,同時這類酸能促進含羥基化合物的吸熱脫水成炭反應(yīng),生成水和焦炭。

脫水反應(yīng)是吸熱反應(yīng),而且脫水生成的水蒸氣能稀釋氧氣和可燃氣體的濃度;石墨狀的焦炭層導(dǎo)熱性差,使傳遞至基材的熱量減少,基材分解減緩;磷的含氧酸多為粘稠狀的半固態(tài)物質(zhì),可在材料表面形成一層覆蓋于炭層的液膜,能降低炭層的透氣性和減少炭層的氧化。

另外,磷系阻燃添加劑還能發(fā)揮一部分氣相阻燃作用。磷化合物受熱時會生成 PO?自由基,能夠捕獲燃燒鏈式反應(yīng)的 OH?,H?等。因此,有機磷系阻燃添加劑可以通過吸熱冷卻、氣相稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應(yīng)等途徑,達到對材料的阻燃。



磷酸三異丙基苯酯(阻燃劑IPPP35)用途

該產(chǎn)品用于橡膠制品和PVC塑料阻燃輸送帶、電纜、氯丁橡膠、橡膠等合成橡膠的阻燃增塑劑,磷酸三異丙基苯酯阻燃劑IPPP35用途還適用于織物涂層、電路板、地板、紡織品、PVC、酚醛樹脂等各個領(lǐng)域。

磷酸三異丙基苯酯阻燃劑IPPP35不含鹵素的磷酸酯阻燃增塑劑,不會兩次污染環(huán)境;在該磷酸酯品種中屬粘度最低、磷含量最高的一種型號。此產(chǎn)品無色透明,相溶性好,用途既能阻燃又能增塑,在阻燃劑和增塑材料之間起到平衡作用,還能使加工的材料不變本色和自身的物理性能.



添加型有機類阻燃劑中的氮系阻燃添加劑:包括雙氰胺、聯(lián)二脲、胍類化合物、三聚氰胺及其鹽類,其主要優(yōu)點是無鹵、低毒、低煙,對熱和紫外線穩(wěn)定,阻燃效率好且價廉。氮系阻燃添加劑在吸熱后分解產(chǎn)生不燃性氣體,如 NH3、H2NCN、N2、NO、NO2、CO2等,一方面可以稀釋空氣中的氧和聚合物受熱分解產(chǎn)生的可燃物的濃度,同時阻燃添加劑分解過程中會吸熱,降低基材表面溫度;另一方面分解產(chǎn)生的氮的氧化物能捕捉自由基,抑制高聚物的鏈鎖反應(yīng),從而達到阻燃的目的。

膨脹型阻燃添加劑是近年來國內(nèi)外廣為關(guān)注的新型復(fù)合型阻燃添加劑。其具備阻燃機制,無鹵、低煙、低毒的獨特特性。其阻燃機理較為復(fù)雜,吸熱冷卻、稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應(yīng)等途徑在阻燃過程中都能得到體現(xiàn),其具體表現(xiàn)為:通過膨脹形成多孔泡沫炭的隔熱層。

在較低溫度下,化合物中的非雙環(huán)磷產(chǎn)生能作為脫水劑的磷酸;反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系膨脹發(fā)泡。同時,多元醇脫水炭化,形成無機物及炭殘余物,且體系進一步膨脹發(fā)泡;反應(yīng)接近完成時,體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫炭層,起到阻止熱傳遞,降低可燃性氣體釋放量和隔絕氧的作用,以達到阻燃目的。

膨脹型阻燃添加劑在燃燒溫度下都能釋放出如水及 CO2、NH3、N2、HX等不燃性氣體,這些氣體組份在氣相中沖淡了可燃性氣體的濃度,使之降到著火極限以下,起到氣相阻燃效果。

膨脹型阻燃添加劑,在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng),降低聚合物基材和火焰區(qū)溫度,減慢熱裂解反應(yīng)的速度,進而減少可燃性氣體揮發(fā)量,最終破壞維持聚合物持續(xù)燃燒的條件,達到阻燃目的。

有機硅系阻燃劑一般為硅酮聚合物,既是一種新型無鹵阻燃劑,也是一種成炭抑煙劑。有機硅系阻燃劑國外已有應(yīng)用,但用量比較少。其優(yōu)點為無鹵,低煙、低毒性、具備阻燃劑未來發(fā)展方向的一切特性;缺點為價格高。

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