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協(xié)同復(fù)合阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-9-13 16:12:40 |
本文介紹協(xié)同復(fù)合阻燃劑。
ATH/MDH協(xié)同復(fù)合阻燃劑，使它們相互增效，取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工性能和力學(xué)性能的目的。協(xié)同復(fù)合阻燃劑兩者并用可以彌補(bǔ)ATH因分解溫度較低而導(dǎo)致材料阻燃性能下降的缺陷，并且可以使復(fù)合阻燃劑在材料氧化分解過(guò)程中一直具有較好的阻燃效果。據(jù)報(bào)道，低添加量(<30%)的MDH對(duì)ATH阻燃有促進(jìn)作用，特別是可以提高材料的炭化效果。
ZnCO3/MgCO3協(xié)同復(fù)合阻燃劑。B.I.D.Davis等提出了一個(gè)配方，即在采用三芳基磷酸酯阻燃增塑劑增塑PVC時(shí)，加入適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)填料(ZnCO3、MgCO3的混合物)，進(jìn)而獲得較高的氧指數(shù)[19]。當(dāng)三芳基磷酸酯阻燃增塑劑和Zn2CO3/MgCO3混合物共同使用時(shí)，后者可以彌補(bǔ)前者 在熱穩(wěn)定性上的缺陷，使得增塑后的PVC具有良好的阻燃性和抑煙性。
采用三芳基磷酸酯替代部分傳統(tǒng)增塑劑(鄰苯二甲酸二異葵酯DIDP)后，體系中ZnCO3/MgCO3混合物用量為10份。當(dāng)采用輕質(zhì)MgCO3/ZnCO3，氧指數(shù)達(dá)到33.4;而用重質(zhì)Mg2CO3/ZnCO3，氧指數(shù)相對(duì)略低，為31.3。但是兩值 均大于添加另外一種商用阻燃劑Ongard2的試樣。在抑煙性方面，加入ZnCO3/MgCO3混合物的PVC在燃燒時(shí)的發(fā)煙量要明顯少于添加相同用量的Zn2CO3或MgCO3的PVC。
近年來(lái)，我國(guó)的化工專家經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究出一種增強(qiáng)PVC阻燃性能的方法，這就是在PVC成型之前加入鋁酸鈣，這種方法方便簡(jiǎn)單，對(duì)增強(qiáng)PVC的阻燃性能效果十分明顯。
鋁酸鈣是一種常見(jiàn)的無(wú)機(jī)鹽，其分子式為3CaO?Al2O3?6H2O，由于在分子中含有大量的結(jié)晶水，因此一旦遇熱達(dá)到一定溫度時(shí)，其結(jié)晶水會(huì)被釋放出來(lái)。溫度在253～318℃之間，其結(jié)晶水可釋放61.3%;而溫度升到341～472℃之間，又可釋放23.2%;溫度高達(dá)538～995℃時(shí)，會(huì)將剩余的15.5%全部釋放出來(lái)。因此當(dāng)摻入鋁酸鈣的PVC 遇熱燃燒時(shí)，其燃燒熱很快會(huì)被釋放的結(jié)晶水所吸收，從而降低了著火溫度，延緩了PVC的燃燒時(shí)間。
另外，在電線著火時(shí)，由于在PVC中加入了鋁酸鈣，還會(huì)使放出的HCl與3CaO?Al2O3?6H2O中的Ca發(fā)生反應(yīng)，生成氯化鈣(CaCl2)，從而減少有毒HCl的排放。同時(shí)還會(huì)改變PVC熱分解的途徑，使PVC在高溫?zé)岱纸獾漠a(chǎn)物變?yōu)橛嗵?，從而減少可燃?xì)怏w的生成。
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(wú)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(wú)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(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(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%.
用于阻燃軟質(zhì)PVC的硅酸鹽有兩種:一種是噴霧干燥硅酸鹽(IPS)，一種是膨脹型硅酸鹽(IPG)[1]。當(dāng)采用PVC/IPS(50/50)體系(增塑劑含量27%)時(shí)，體系的最大釋熱速度(PRHR)和總釋熱量(THR)都會(huì)顯著下降。
同時(shí)，人們還比較了IPG與磷酸鹽P30(聚合度為1500～3000的聚磷酸胺)及硼酸鋅(ZB)對(duì)PVC(增塑劑含量19%)的阻燃效果，無(wú)論是PRHR還是THR，IPG的效果均遠(yuǎn)優(yōu)于P30和ZB，PVC/IPG(50/50)的THR約為PVC/P30(50/50)或PVC/ZB(50/50)的1/10，PRHR約為1/3。而為使阻燃PVC獲得較好的阻燃性，IPS的用量需達(dá)到50%左右。
Sb2O5具有阻燃性的同時(shí)不會(huì)影響材料的透明性，但不能和經(jīng)常使用的金屬皂類穩(wěn)定劑共同使用，所以，如何揚(yáng)長(zhǎng)避短成了Sb2O5使用中的一個(gè)問(wèn)題。采用Sb2O3膠狀包覆Sb2O5可以有效解決這一問(wèn)題。當(dāng)Sb2O3膠狀包覆Sb2O5后，后者不會(huì)和金屬皂類穩(wěn) 定劑發(fā)生副反應(yīng)，材料的熱穩(wěn)定性沒(méi)有受到影響。Sb2O3和Sb2O5可以同時(shí)和PVC中的氯產(chǎn)生協(xié)同 作用，提高PVC的阻燃性。
近年來(lái)，復(fù)合阻燃劑成為了現(xiàn)代阻燃劑發(fā)展的趨勢(shì)之一。趙端榮等報(bào)道了Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4阻燃體系的研究成果。在PVC中分別添加Sb2O3-ZnSn(OH)6、ZnSn(OH)6-ZnNH4PO、Sb2O3-ZnNH4PO4二元體系協(xié)同阻燃劑，及Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4三元體系協(xié)同阻燃劑，發(fā)現(xiàn):
①在二元體系中，Sb2O3與ZnSn(OH)6、ZnNH4PO4復(fù)配表現(xiàn)為正的協(xié)同作用，ZnSn(OH)6與ZnNH4PO4復(fù)配則表現(xiàn)為負(fù)的協(xié)同作用。
②三元體系中，Sb2O3、ZnSn(OH)6、ZnNH4PO4對(duì)PVC的氧指數(shù)影響很大，當(dāng)PVC中加入阻燃劑的總量不變時(shí)，ZnNH4PO4的含量增加時(shí)氧指數(shù)降低，而Sb2O3和ZnSn(OH)6的含量增加時(shí)氧指數(shù)增加。
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