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膨脹型氮磷阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-9-10 23:56:55 |
本文介紹膨脹型氮磷阻燃劑。
膨脹型氮磷阻燃劑因其高效低毒的特性而受到廣泛關注。本文介紹了膨脹型氮磷阻燃劑的組成。
隨著社會發(fā)展，高分子材料廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中，高層建筑、室內(nèi)裝潢、電器、汽車以及煤礦井下的傳送帶等所涉之處皆有高分子材料的存在。但是，大多數(shù)高分子材料都有一個致命的缺點，即在高溫下易分解、燃燒。它們的氧指數(shù)大多都小于21，所以，只要遇到火源，大多數(shù)高分子材料都會在空氣中被點燃，繼而燃燒，其熔融滴落物還可引燃其它可燃物，造成火災的蔓延，另外，高分子材料燃燒時受熱分解所放出 的毒氣、黑煙對人們的生命安全更是造成巨大的威脅與傷害。因此，高分子材料的阻燃問題越來越引起人們的關注。高分子材料欲阻燃，需施加阻燃劑。
阻燃劑按屬性可分為有機阻燃劑和無機阻燃劑，無機阻燃劑具有低煙、 低毒、無鹵、穩(wěn)定性好，價格低廉等優(yōu)勢，但存在著添加量大、與材料的相容性差、降低材料性能等缺點，受到一定程度的限制。有機鹵系阻燃劑雖與材料相容性好、添加量小、性價比高、對材料的性能影響小，但是燃燒時發(fā)煙量大、產(chǎn)生鹵化氫等大量的有毒氣體，對人類自身及其環(huán)境產(chǎn)生危害。
隨著二噁英問題的出現(xiàn)，人們積極研制新型無鹵有機阻燃劑來代替有鹵阻燃劑。體系內(nèi)同時含有酸源、碳源及氣源的膨脹型氮磷阻燃劑 (IntumescentFlameRetardant，膨脹型氮磷阻燃劑)填充的高聚物受強熱或燃燒時，表面生成一層均勻的多孔炭質(zhì)泡沫層，能起到隔熱、隔氧、抑 煙、防熔滴的作用，且無鹵、低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生，具有良好的阻燃和抑煙功能，因而日益受到廣泛關注。
膨脹型氮磷阻燃劑不以氧化銻為協(xié)效劑，不含鹵素，含有這種阻燃劑的高聚物在受熱時，在聚合物表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙、防止熔滴產(chǎn) 生的作用。膨脹型氮磷阻燃劑主要由三部分組成，酸源、氣源、碳源。酸源，即脫水劑或炭化促進劑，通常為無機酸或受熱時能生成無機酸的鹽，能夠促進炭化物的形成，無機酸要求沸點高，且氧化性不太強。
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194℃，閃點225℃
凝固點-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%.
常見酸源類型有磷酸、五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷、硫酸、硼酸、硼酸鹽、磷酸胺鹽、磷酸酯等。氣源，即發(fā)泡源，能產(chǎn)生惰性氣體，為銨類和酰胺類物質(zhì)，常 見類型有三聚氰胺、雙氰胺、尿素、聚酰胺、脲醛樹脂等。
碳源，即成炭劑，形成泡沫炭化層，主要是含碳量高的多羥基化合物，常見類型有淀粉、糊精、酚醛樹脂、三嗪衍生物、季戊四醇及其二聚體、三聚體、新戊二醇、丙三醇等。各組分的選擇原則為：（1）酸源： 酸源必須能夠使含碳多元醇脫水。酸源必須在較低的溫度釋放酸，尤其應低于多元醇 的分解溫度；（2）碳源：碳源的有 效性與碳含量及活性羥基的數(shù)量有關。碳源應在其本身或材料分解前的較低溫度下與催化劑反應；（3）氣源：發(fā)泡劑應在膨脹型氮磷阻燃劑體系熔化后、固化前的溫度發(fā)生分解，并釋放出大量氣體。
對于特定的膨脹阻燃聚合物體系，有時并不需要3個組分同時存在，而聚合物本身可以充當其中的某一組分。劉彥明等研究了三聚氰胺/磷酸合成的膨脹型阻燃劑聚磷酸蜜胺對玻纖增強尼龍（PA6）阻燃性能的影響，結(jié)果表明，當三聚氰胺/磷酸的摩爾比為1.0∶1.2時合成的聚磷酸蜜胺的阻燃性能最好，阻燃性能可以達到UL94V-0級，且阻燃玻纖增強PA6的綜合性能達到國外同類產(chǎn)品的指標。
膨脹型氮磷阻燃劑優(yōu)點在于聚合物表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，可以起 到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并能防止熔滴的產(chǎn)生。而缺點在于（1）與聚合物相容性差，可能會導致被阻燃基質(zhì)的物理力學性能、電性能和絕緣性能的下降，以及外觀的改變；（2）吸濕性大。
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