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擁有協(xié)同效應的阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-9-12 15:29:04 |
本文介紹擁有協(xié)同效應的阻燃劑。
讓我們來認識一些擁有協(xié)同效應的阻燃劑，也就是兩種或兩種以上組分構(gòu)成的阻燃系統(tǒng)，只要選擇得當，其阻燃效果會優(yōu)于各組分阻燃作用之和。
在阻燃技術(shù)中，越來越多的廠家選擇協(xié)同阻燃，因為協(xié)同阻燃不是單純的去提高聚合物的阻燃效率，而且可以降低阻燃系統(tǒng)中某些成分的含量，滿足阻燃要求的前提下并能很好的控制成本。
目前，最常見擁有協(xié)同效應的阻燃劑就是鹵系化合物和三氧化二銻的協(xié)效阻燃系統(tǒng)，但是在某些阻燃材料中，三氧化二銻也可以由氧化鐵、氧化鋅、硼酸鋅等來替代，它們在含氯系阻燃劑的聚酰胺和環(huán)氧樹脂中特別有效果，這類協(xié)效劑不僅能在氣相中捕獲自由基，而且還能在凝聚相中發(fā)揮作用，在阻燃材料表面形成炭層。
據(jù)以往的經(jīng)驗來看，擁有協(xié)同效應的阻燃劑中對于脂肪族氯系阻燃劑，最有效的協(xié)效劑就是三氧化二鐵，它在某些塑料的協(xié)效效果甚至優(yōu)于三氧化二銻。以氧化鋅為一些鹵系阻燃劑的哦協(xié)效劑，可賦予阻燃基材很高的CTI（漏電徑跡指數(shù)）值。將錫酸鋅、鉬酸鋅和硅酸鋅與硼酸鋅復合物用為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑時，就提高某些塑料的UL94阻燃級別及CTI值兩方面，均優(yōu)于三氧化二銻。
將三氧化二銻與硼酸鋅并用時，可以減緩阻燃材料的陰燃，并改善阻燃材料的色澤。
阻燃聚苯乙烯、ABS及其他某些塑料中的鹵系阻燃劑，可采用氧化銻-無機硅酸鹽復合物為協(xié)效劑，不但成本低廉，而且色調(diào)強度低。另外，銻化合物、鎂化合物-鋅化合物復合物作為協(xié)效劑時，既能提高阻燃效果，又能抑煙。
硬脂酸鋅/滑石粉/鐵化合物是一種低煙協(xié)效劑，加入適量的這種協(xié)效劑，可以使得某些含鹵阻燃塑料的最初4min的煙密度從300下降到100，透光率從0.01%提高至0.1%。
某些塑料HIPS及ABS中，溴阻燃劑與氯阻燃劑之間也存在協(xié)同效應，例如，采用脂肪族氯系阻燃劑與十溴二苯醚的混合物來阻燃ABS，二者的比例為1：1時，ABS的氧指數(shù)達到40以上。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)
工業(yè)制法有三種：三氯氧磷與氯乙醇反應；三氯化磷與氯乙醇反應再氧化；三氯氧磷與環(huán)氧乙烷反應（工業(yè)常用方法）。
1、三氯氧磷和環(huán)氧乙烷以偏釩酸鈉為催化劑，在50℃反應，反應物經(jīng)中和、水洗、真空脫水脫低沸物，即得成品。也可用氯乙醇做原料，與三氯氧磷或三氯化磷反應來制造磷酸三（2-氯乙基）酯。
2、將326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏釩酸鈉投入反應釜中。充氮驅(qū)盡反應釜中的空氣，在真空下通入650 kg環(huán)氧乙烷，于45～50 ℃下攪拌2～3 h。蒸出過量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性，水洗，真空脫水。得成品。
3.將三氯氧磷和偏磷酸鈉投入反應釜中。充氮驅(qū)盡空氣，在真空下通入環(huán)氧乙烷，于45～50℃下攪拌2～3h。蒸出過量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性，水洗，真空脫水得成品。
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。分子中同時含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對紫外線穩(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%.
由于多種類型的磷化合物有阻燃作用，因而研究者們對磷化合物作環(huán)氧樹脂阻燃劑的實際應用與機理做了大量的研究。很多專利稱磷與溴有協(xié)同效應，但經(jīng)過仔細的研究表明，磷化合物與溴化合物同時使用對阻燃確有好的效果，但不一定是協(xié)同效應。
一些報道表明：作為反應型阻燃劑有機磷二元醇或三元醇與含溴阻燃劑并用確實能收到顯著的效果。在整個反應型阻燃劑使用增長率不大的情況下．這種磷—溴體系的反應型阻燃劑在用于環(huán)氧樹脂印刷電路板時，有其顯著的優(yōu)越性：它的尺寸穩(wěn)定性好．耐熱性好．還可以大幅度減少溴的用量。
例如．原來需要52份四溴雙酚A的配方，由于加入35份含磷的二元醇或二元醇，前者的用量可減少到28份而仍能達到UL—94V—0級的要求。在焊接溫度(約300℃)下的熱穩(wěn)定性可從2.5min增加到5.0min。
協(xié)同效應為一種物理化學現(xiàn)象，又稱增效作用，是指兩種或兩種以上的組分相加或調(diào)配在一起，所產(chǎn)生的作用大于各種組分單獨應用時作用的總和。而其中對混合物產(chǎn)生這種效果的物質(zhì)稱為增效劑(synergist)。協(xié)同效應常用于指導化工產(chǎn)品各組分組合，以求得最終產(chǎn)品性能增強。
據(jù)報道，P含量為30.5%的APP與季戊四醇并用具有更高的阻燃性。同時AP與金屬氧化物(如二氧化錳)、無機填料(沸石)及其它阻燃劑均具有良好的協(xié)同效應。
少量的阻燃增效劑可使氫氧化鋁填充材料性能有明顯的改善，如抑制滴落、改善機械性能。與氫氧化鋁能起到協(xié)同作用的無機阻燃增效劑范圍很廣，主要有金屬氧化物與硼酸鋅、磷系化合物(紅磷、磷酸酯)、硅系化合物、金屬硝酸鹽(硝酸銅、硝酸銀)、聚磷酸銨等。
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