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樹脂用氮系阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-9-9 23:49:36 |
本文介紹樹脂用氮系阻燃劑。
樹脂用氮系阻燃劑在聚乙烯中的應(yīng)用。QiangWu等利用三聚氰胺-甲醛樹脂為表面涂層，制得微膠囊化的紅磷阻燃劑阻燃聚乙烯，其特點為著火點高，吸濕率低。微膠囊化紅磷除與氮元素協(xié)同作用外，能夠在凝聚相中通過P—O P—C的絡(luò)合，促進碳化層的形成，降低熱釋率，大大提高熱穩(wěn)定性和氧指數(shù)。較好克服了傳統(tǒng)聚乙烯材料阻燃的熱穩(wěn)定差、吸濕高、熔滴的難題。
馮道全等用磷酸和三聚氰胺合成了1種熱穩(wěn)定型的阻燃劑———耐200℃高溫的磷酸蜜胺鹽，并把磷酸蜜胺鹽與季戊四醇按一定比例混合均勻使之受熱，該混合體系迅速膨脹，體積增為原來的10倍左右，表面形成均勻的碳質(zhì)泡沫層。在聚乙烯中加入一定量的磷酸蜜胺鹽阻燃劑，既能提高氧指數(shù)，又能有效地防止熔滴的產(chǎn)生。
ExolitIFR-10可用來阻燃線性低密度或高密度聚乙烯，當(dāng)阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～35%時，其阻燃效果可滿足大部分使用場合要求，生煙量與未阻燃前相當(dāng)。該阻燃劑對阻燃材料物理-機械電性能的影響與常用溴系阻燃劑相當(dāng)。沖擊強度和拉伸強度下降約20%～30%，彎曲強度提高35%，彎曲模量提高50%～150%。
樹脂用氮系阻燃劑在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用。Tsui-ShuangWang等合成出含氧-磷、氮基團、苯環(huán)的環(huán)氧樹脂，與Epon828和DEN438樹脂比，其熱分解溫度高，分解速率慢、燃燒成碳量高，阻燃性能得到大幅度提高。
繆愛花等先以甲醛和三聚氰胺共聚制得和酚 醛樹脂相容性好的含氮阻燃劑，再與酚醛樹脂加熱共融，以固化的形式解決了三聚氰胺在環(huán)氧樹脂中分散問題;袁才登等研究了三嗪基含氮阻燃劑與酚醛樹脂共融并制得了良好的離火自熄材料。研究表明，所得酚醛樹脂中含氮阻燃劑量越高，則環(huán)氧樹脂阻燃性越好，但是如果含氮物阻燃劑用量過大，所得酚醛樹脂軟化點過高，不利于實際應(yīng)用。
李來丙利用含磷環(huán)氧和含氮環(huán)氧樹脂研制了新1代無鹵環(huán)保覆銅板用環(huán)氧樹脂，其綜合性能比傳統(tǒng)的阻燃環(huán)氧樹脂好，阻燃效果優(yōu)。
HostaflamAP-750改性產(chǎn)品(1種聚磷酸銨為基本成分的磷-氮多組分阻燃劑)，用于阻燃環(huán)氧樹脂特點為，較高的熱穩(wěn)定性、低得多的吸水性，較低的起霜傾向。
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(yīng)；三氯化磷與氯乙醇反應(yīng)再氧化；三氯氧磷與環(huán)氧乙烷反應(yīng)（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(yīng)，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)釜中。充氮驅(qū)盡反應(yīng)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(yīng)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%.
氮系阻燃劑在酚醛樹脂中的應(yīng)用。王勇進等利用苯酚、甲醛、三聚氰胺制備了三聚氰胺改性酚醛阻燃樹脂。研究表明，當(dāng)苯酚∶甲醛∶三聚氰胺為1∶2∶0.5～0.6時阻燃性能最好。
采取了對酚醛樹脂或環(huán)氧進行改性，引入氮稠環(huán)結(jié)構(gòu)，如利用三嗪、苯胺、三聚氰胺改性酚醛樹脂，研制出了無鹵化覆銅板用具有高耐熱性、耐化學(xué)藥品性的酚醛阻燃樹脂。
齊暑華等利用含氮-磷的溶液浸潤處理紙質(zhì)酚醛樹脂基復(fù)合材料，制得了氧指數(shù)高達85的酚醛樹脂基復(fù)合材料。
氮系阻燃劑在聚氨酯中的應(yīng)用 德國專利報導(dǎo)用聚脲三聚氰胺甲醛樹脂改性的聚磷酸銨，與不用含氮樹脂改性的聚磷酸銨相比，水溶性由8.2%和62%(25℃和60℃)降至3.6%和14.3%，并應(yīng)用該產(chǎn)品制得了阻燃性聚氨酯，阻燃效果可達UL-94V-0級。
ExolitAP系列特別是AP-422阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料時，材料的比光密度只為等量鹵系阻燃劑的1/4，甚至低于無機阻燃劑阻燃的材料，其抑煙、有毒氣體生成量極少，抗腐蝕性好。 高富業(yè)等合成了1種新型磷-氮阻燃劑，并用于聚氨酯軟泡。
結(jié)果表明，當(dāng)阻燃劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時，可使燃燒速率降低50%，燃燒長度大為縮短，軟泡具有自熄性，表明此阻燃劑具有良好的阻燃性。
甲醛改性三聚氰胺、醇類(碳源)磷酸酯(酸源)多組分磷氮膨脹型阻燃劑SpinfiamMF-82，可用于熱塑性聚氨酯彈性體電線包覆層，當(dāng)阻燃劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時，厚1.6mm的試樣可達UL-94V-0級，氧指數(shù)可達26～27，且這種阻燃材料還具有良好的耐油性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性，擠出、注塑和吹塑加工性能好。
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