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有機(jī)磷系阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-10-16 19:21:03 |
近年來，火災(zāi)日趨頻繁且造成的損失日益嚴(yán)重。據(jù)我國公安消防部門統(tǒng)計：2008年全年共發(fā)生火災(zāi)13.3萬起，死亡1 385人，受傷684人，直接財產(chǎn)損失15億元。隨著塑料、橡膠和纖維等合成材料工業(yè)的發(fā)展，這些材料被廣泛地應(yīng)用于建筑、交通、電器等領(lǐng)域，它們的極限氧指數(shù)(LOI）一般低于21%。由于這些材料固有的易燃性，燃燒速度快，很難被撲滅，由此帶來的火災(zāi)隱患已成為全球關(guān)注的問題。
隨著高分子材料應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，全球安全環(huán)保意識日益增加，人們對高分子材料制品阻燃的要求也越來越高。隨著1986年瑞士的研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)鹵系阻燃劑的二噁英(Dioxine）問題，無鹵、低煙、低毒、高耐熱性的環(huán)保阻燃劑已開始成為人們追求的目標(biāo)。
在各類阻燃劑中，磷系阻燃劑，特別是有機(jī)磷系阻燃劑占有重要地位。在非鹵化驅(qū)動下，本世紀(jì)初人們就開始對有機(jī)磷系阻燃劑進(jìn)行系統(tǒng)研究，近十年磷系阻燃劑已成為我國國內(nèi)阻燃劑科研單位研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。
有機(jī)磷系阻燃劑中的磷酸酯阻燃劑由于具有低煙、無毒、無鹵、與材料相容性好、阻燃效果持久、耐水、耐熱、耐遷移性等優(yōu)點(diǎn)，所以符合阻燃劑的發(fā)展方向，具有很好的發(fā)展前景。有機(jī)磷系阻燃劑的主要作用機(jī)理是含磷化合物的受熱分解產(chǎn)物有非常強(qiáng)的脫水作用，能使所覆蓋的聚合物表面炭化，形成炭膜，隔絕空氣，防止聚合物繼續(xù)燃燒。
根據(jù)組成結(jié)構(gòu)和使用方式不同，磷系阻燃劑可分為添加型阻燃劑和反應(yīng)性阻燃劑2大類。其中有機(jī)磷系阻燃劑又包括阻燃磷酸酯、亞磷酸酯、有機(jī)磷鹽和氧化磷、磷雜環(huán)化合物等。而磷酸酯又可分為烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、縮合磷酸酯、環(huán)狀磷酸酯、籠型及螺狀磷酸酯等。
磷酸酯阻燃劑由于原料資源較為豐富、價格低廉、品種眾多，所以用途極其廣泛，下面系統(tǒng)介紹主要品種。
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接熱法和三氯化磷冷法磷 ，將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進(jìn)行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進(jìn)行減壓蒸餾得成品。
一般磷酸酯兼具阻燃性和增塑性雙重作用，它既是阻燃劑又是增塑劑。目前國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)并廣泛使用的品種主要有：磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲苯酯和磷酸二甲苯二苯酯。常見的鹵代烷基磷酸酯，如磷酸三(α-氯乙基）酯(TCEP）、磷酸三(1，3-二氯-2丙基）酯(TCPP）、和磷酸三(2，3-二溴-1-丙基）酯(TDBPP）等。
常見的合成方法有五氧化二磷法、磷酸法、三氯化磷法和三氯氧磷法等。五氧化二磷法是在干燥的三口燒瓶中加入一定量的異辛醇，在40~50 ℃下，加入一定量的無離子水?dāng)噭颍瑪嚢柘路峙尤隤2O5，控制溫度和反應(yīng)時間，待反應(yīng)結(jié)束后，即制得外觀無色至蛋黃色的透明液體。
據(jù)文獻(xiàn)報道，日本QSHA化學(xué)工業(yè)公司，最近也開發(fā)了一種磷鹵酸二芳酯阻燃劑，阻燃性能良好。繼日本之后，近來美國Great Lakes公司也相繼推出了一種含Br和含Cl的阻燃劑。這種阻燃劑主要用于聚氨酯泡沫塑料、PMMA、聚乙烯和聚酯樹脂等。
目前國外生產(chǎn)磷酸酯阻燃劑的公司正在朝著生產(chǎn)大型化、專用化方向發(fā)展，一方面是新型磷酸酯的合成開發(fā)，另一方面是開發(fā)磷酸酯阻燃劑的新用途。
三（2，4，6-三溴苯基）磷酸酯為鹵-磷 系阻燃劑，在電子電器中主要應(yīng)用于環(huán)氧類和酚類層壓板的印刷電路板(PCB s),PBT和尼龍 的連接件,以及苯乙烯類共聚物的外殼等它們還用于聚乙烯聚苯乙烯和硬質(zhì)聚氨酯泡沫建材聚乙烯聚丙烯管材和片材, 以及紡織,粘合劑,涂料,運(yùn)輸業(yè),聚酯纖維,軟質(zhì)聚氨酯,工程塑料的連接件中。
叔丁基苯基磷酸酯本品為無色或微黃色透明油狀液體，難溶于水，溶于醇、醚、苯，無毒，是一種不易燃、不腐蝕的穩(wěn)定液體，耐高溫、耐高壓，和優(yōu)良的抗燃性潤滑性。本品是磷酸酯增塑劑，具有優(yōu)良的阻燃性、耐油性、難揮發(fā)性、易加工性，主要應(yīng)用在不飽和聚酯、聚氨酯泡沫塑料、酚醛樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂和乙酸丁酸纖維等。
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