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無機聚合物阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2016-12-27 21:35:12 |
聚磷酸銨（ammoniumpolyphosphate，簡稱為APP）是長鏈狀含磷、氮的無機聚合物阻燃劑，其分子通式為：（NH4P03）n。由于其具有化學穩(wěn)定性好、吸濕性小、分散性優(yōu)良、比重小、毒性低等優(yōu)點。
無機聚合物阻燃劑聚磷酸銨近年來廣泛用于塑料、橡膠、纖維作阻燃處理劑；還可用于配制膨脹性防火涂料，用于船舶、火車、電纜及高層建筑的防火處理；也用于生產干粉滅火劑，用于煤田、油井、森林大面積滅火；此外，還可作肥料用。
無機聚合物阻燃劑聚磷酸銨的聚合度是決定其作為阻燃劑產品質量的關鍵，聚合度越高，阻燃防火效果越好。國內聚磷酸銨研制始于1978年，經過20多年的發(fā)展，中國聚磷酸銨生產已具有一定的基礎，基本上適應了國內市場的需要。2005年中國聚磷酸銨產量超過2萬t，除滿足國內需求外還有少量出口。
中國聚磷酸銨生產能力主要集中于西南、華東和中南地區(qū)，以西南地區(qū)產量最大，其次為華東和中南地區(qū)。華北、東北、西北等地區(qū)很少有聚磷酸銨生產。隨著聚磷酸銨消費市場的不斷擴大，其產量將繼續(xù)增加。
在無機阻燃劑的應用中，陰離子型層狀功能材料作為阻燃劑的發(fā)展迅速。它是一類具有特殊結構的無機化合物M2+為二價離子，一般為鎂，M3+為三價金屬離子，An-為陰離子。這種材料簡稱為水滑石（LDHs）。由于水滑石獨特的層狀結構及層板組成和層間陰離子的可調變性，使其作為無機功能材料在催化、離子交換、吸附、醫(yī)藥等領域都得到了廣泛的應用。
作為無鹵高抑煙阻燃劑，水滑石可廣泛應用于塑料、橡膠、涂料等領域。中國鎂質陰離子層狀功能材料的發(fā)展起步于20世紀90年代后期，雖然發(fā)展歷史較短，但發(fā)展迅速。
從中國鎂資源的現狀及新型阻燃劑市場的迫切需求和巨大潛力，不難判斷中國鎂質陰離子層狀功能材料快速發(fā)展的時機已經成熟。今后5年內，中國鎂質陰離子層狀功能材料作為溴系阻燃劑的替代品將進入發(fā)展的高峰期。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質量標準：
外觀：白色片狀結晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
含磷添加劑主要在凝聚相中作用，阻燃機理為:①形成磷酸配作為脫水劑，并促進成炭，炭的生成降低了從火焰到凝聚相的熱傳導。②磷酸可吸熱，因為它阻止了CO氧化為CO2，降低了加熱過程。③對凝聚相形成一層薄薄的玻璃狀的或液態(tài)的保護層，因此降低了氧氣擴散和氣相與固相之間的熱量和質量傳遞，抑制了炭氧化過程，降低了含磷阻燃劑受熱分解發(fā)生如下變化:磷系阻燃劑→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易揮發(fā)的穩(wěn)定化合物，具有強脫水性，在聚合物表合物與空氣隔絕;脫出的水氣吸收大量的熱，使聚合物表面阻燃劑受熱分解釋放出揮發(fā)性磷化物，經質譜分析表明，存氫原子濃度大大降低，表明PO·捕獲H·，即PO·+H·=HPO。這些物質主要有紅磷、聚磷酸胺、磷胺、磷酸三甲苯酯等大部分含磷化合物，可以使點燃溫度升高。
氫氧化鎂在340℃～490℃之間分解,吸熱量為187ｃａｌ/ｇ。氫氧化鎂的起始分解溫度比水合氧化鋁高得多,熱穩(wěn)定性好,具有良好的阻燃及消煙效果,特別適宜于加工溫度較高的聚烯烴塑料。
Ｍｇ(ＯＨ)2用于ＰＰ時(添加量大于50%)具有良好的阻燃效果,將Ｍｇ(ＯＨ)2用于ＰＥ時,其阻燃效果優(yōu)于Ａｌ(ＯＨ)3。這是因為氫氧化鎂在燃燒時不僅僅進行脫水反應,還對聚合物有一定的碳化作用[16],形成一個保護層,起到阻燃作用。在相同的填充量下,不同的氫氧化鋁、氫氧化鎂配比其阻燃效果差別不明顯,但兩種復合使用比單獨使用效果要好,因為雖都是脫水反應,但在分解溫度和吸熱量上有差別。
氫氧化鎂需在更高的溫度下才脫水,并同時有碳化效果。而氫氧化鎂的吸熱量相對小些,因其抑制材料溫度上升的效果不如氫氧化鋁,兩者復合使用則能相互補充,其阻燃性能比單獨使用效果要好。氫氧化鎂具有較好的抑煙效果,含Ｍｇ(ＯＨ)2的ＰＰ試樣的發(fā)煙開始時間明顯延遲,其最大發(fā)煙量及4分鐘后的發(fā)煙量要比鹵化物/Ｓｂ2Ｏ3的ＰＰ試樣低得多。因此,在適當添加量的條件下,Ｍｇ(ＯＨ)2是ＰＰ的高效消煙填料。
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