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有機(jī)類別阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-10-20 19:25:00 |
由于普通的膨脹型阻燃劑易吸潮，添加量大，同塑料的相容性差，所以還需要對(duì)其改性以提高其與塑料的相容性或讓其與具有協(xié)同作用的物質(zhì)共用，以提高阻燃效果。
在各類阻燃劑中，磷類有機(jī)類別阻燃劑占有重要地位。對(duì)有機(jī)磷系阻燃劑的研究起始于本世紀(jì)初，磷類有機(jī)類別阻燃劑大都具有低煙、無(wú)毒、低鹵、無(wú)鹵等優(yōu)點(diǎn)，符合阻燃劑的發(fā)展方向，具有較好的發(fā)展前景。磷類有機(jī)類別阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯、有機(jī)磷鹽和氧化磷，還有磷雜環(huán)化合物及聚合物磷（膦）酸酯等，但應(yīng)用最廣的是磷酸酯和膦酸酯。
由于早先已工業(yè)化的有機(jī)磷阻燃劑存在揮發(fā)性大、熱穩(wěn)定性不佳以及磷鹵阻燃劑毒性等問題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有大量新型有機(jī)磷類阻燃劑被研發(fā)，且部分已經(jīng)工業(yè)化。此外，以氮、 硅作為阻燃元素的阻燃劑以其高效、低煙、低毒、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)也受到了人們的廣泛關(guān)注。
因此在有機(jī)磷阻燃劑分子設(shè)計(jì)中，把氮元素或硅元素引入其中而得到的磷 - 氮阻燃劑或磷 - 硅阻燃劑往往可以發(fā)揮兩者的協(xié)同阻燃作用。BDP和RDP是近年來(lái)開發(fā)出的新型無(wú)鹵環(huán)保有機(jī)磷類阻燃劑。
與傳統(tǒng)有機(jī)磷阻燃劑相比，它們具有分子量大、熱穩(wěn)定性高、揮發(fā)性低以及阻燃效率高等特點(diǎn)。BDP在熱穩(wěn)定性及水解穩(wěn)定性方面比RDP略為優(yōu)越，作為添加型阻燃劑，主要用于熱塑性工程塑料如PC／ABS共混物、 聚乙烯及泡沫聚氨酯中，表現(xiàn)出十分優(yōu)異的阻燃效果。
有機(jī)硅阻燃劑是一種新型高效、低毒、防熔融滴落、環(huán)境友好的無(wú)鹵阻燃劑，也是一種成炭型抑煙劑。有機(jī)硅阻燃劑在賦予基材優(yōu)異的阻燃性能之外，還能改善基材的加工性能、耐熱性能等。目前，有機(jī)硅阻燃劑主要有硅樹脂阻燃劑和聚硅硼氧烷阻燃劑。阻燃的方法可以是直接將有機(jī)硅阻燃劑加入到塑料中，也可以是將一些帶官能團(tuán)（如端羥基、氨基或環(huán)氧基）的聚硅氧烷鏈段嵌入到一些聚合物中。
硅樹脂是以Si-O-Si為主鏈，硅原子上連接有機(jī)基的交聯(lián)型半無(wú)機(jī)高聚物。硅樹脂分子的側(cè)基為氫鍵或有機(jī)基時(shí)稱為純硅樹脂。硅樹脂具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、阻燃性和電絕緣性等。
聚硅氧硼烷是指分子主鏈上包含Si-O-Si鍵、Si-O-B鍵和B-O-B鍵的聚合物。將硼元素以化學(xué)鍵的形式與硅氧烷形成共聚物，可實(shí)現(xiàn)B和Si在同一分子鏈上的協(xié)同阻燃作用。
磷酸三甲酯TMP生產(chǎn)工藝為三氯氧磷與甲醇在碳酸鉀存在下反應(yīng)生成磷酸三甲酯。同時(shí)反應(yīng)生成磷酸二甲酯鉀鹽，則用硫酸二甲酯反應(yīng)生成磷酸三甲酯。磷酸三甲酯粗產(chǎn)品經(jīng)水洗、脫色、脫水、減壓蒸餾得成品。原料消耗定額：三氯氧磷1094kg/t、甲醇686kg/t。
將甲醇和碳酸鉀加入反應(yīng)鍋，冷至5℃，開始滴加三氯氧磷，溫度控制在30℃以下，2h滴加完后，再攪拌0.5h，pH值控制在7～8；然后加入硫酸二甲酯，回流3h后回收甲醇，再將鍋內(nèi)物料冷卻到20℃以下，加入四氯化碳過濾，濾餅用少量四氯化碳洗滌，洗液與濾液合并，回收四氯化碳，減壓蒸餾得粗品。將粗品加蒸餾水和活性炭，濾清后加無(wú)水碳酸鉀脫水，最后減壓蒸餾即得產(chǎn)品。
磷酸三甲酯(TMP)用途主要用作醫(yī)藥、農(nóng)藥的溶劑和萃取劑,用作測(cè)定鋯的試劑、溶劑、萃取劑及氣相色譜固定液, 酯也用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的溶劑及萃取劑。農(nóng)藥中間體。在日本，磷酸三甲酯用途用作紡織油劑和聚合物的防著色劑,鋰離子電池用阻燃添加劑。
磷酸三甲酯目前主要市場(chǎng)在印度，多數(shù)用于紡織助劑，我公司該產(chǎn)品主要出口日本、韓國(guó)、泰國(guó)、印度。
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典型的有機(jī)硅阻燃劑如：TGPS（二氯二甲基硅烷改性樹脂）、CPQS（雙環(huán)籠狀含磷四配位硅）。
氮系阻燃劑的研究起步較晚，目前使用的品種不多，主要為添加型，常用的氮系阻燃劑有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸（MCA）等。氮系阻燃劑作為一種新型高效的阻燃劑，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛研究和重視。根據(jù)目前已有文獻(xiàn)報(bào)道，單獨(dú)使用氮系阻燃劑阻燃效果不佳，但與含磷阻燃劑結(jié)合而成的膨脹型阻燃劑體系，其阻燃效果就很好。
無(wú)水碳酸鎂阻燃劑合成方法簡(jiǎn)單，可在常溫常壓下生產(chǎn)，是有望替代氫氧化鋁、氫氧化鎂的無(wú)機(jī)阻燃劑。無(wú)機(jī)阻燃劑是無(wú)鹵阻燃劑中的一個(gè)重要類型，其中，氫氧化鋁和氫氧化鎂兩種阻燃劑占據(jù)著重要位置，這兩者的阻燃機(jī)理都是在達(dá)到熱分解溫度時(shí)迅速分解、吸熱降溫、釋放出水蒸氣滅火。
而無(wú)水碳酸鎂阻燃劑的特點(diǎn)是，除了具有單位質(zhì)量吸熱量更大的特點(diǎn)外，它釋放的是具有滅火作用的二氧化碳?xì)怏w。使用無(wú)水碳酸鎂作阻燃劑，如同聚合物基體材料攜帶了一個(gè)二氧化碳滅火器，釋放出的二氧化碳在燃燒基材四周形成了一個(gè)“二氧化碳?xì)饽?rdquo;，隔離了助燃空氣。從這一特性來(lái)講，無(wú)水碳酸鎂阻燃劑適用于電絕緣性能要求更高的場(chǎng)合，如電線電纜等。
沈興強(qiáng)調(diào)，目前市場(chǎng)上簡(jiǎn)稱的所謂碳酸鎂產(chǎn)品，除了天然的菱鎂礦碳酸鎂以外全部都是水合堿式碳酸鎂。在現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外水合堿式碳酸鎂生產(chǎn)工藝中，只有他們開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)才可以制得單一物相組成的無(wú)水碳酸鎂。
采用了首創(chuàng)的氨和二氧化碳作為原料的全循環(huán)工藝路線，最大限度地減少了原材料的消耗；生產(chǎn)的無(wú)水碳酸鎂為含氧化鎂≥46.8%的高純品，除了用作阻燃劑外還可有多種用途；鎂鹽來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。原料既可是菱鎂礦粉或輕燒菱鎂礦粉，也可是工業(yè)硫酸鎂或其他工業(yè)廢棄硫酸鎂液，還可以是海水氯化鎂或鹽湖水氯鎂石等。
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