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阻燃劑常見(jiàn)阻燃機(jī)理
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-9-14 22:36:36 |
本文介紹阻燃劑常見(jiàn)阻燃機(jī)理。
阻燃劑常見(jiàn)阻燃機(jī)理之鹵化物阻燃劑。鹵化物阻燃劑的阻燃機(jī)理為氣相機(jī)理。含鹵阻燃劑受熱分解產(chǎn)生鹵離子；活潑的鹵離子又通過(guò)反應(yīng)生成HX；HX與OHH反應(yīng)消耗氫根自由基后．使燃燒的連鎖反應(yīng)受到抑制，燃燒速度減慢，以致使火焰熄滅。由于含氯阻燃劑結(jié)合能比溴化物大，與OH反應(yīng)速度慢，所以氯系阻燃劑阻燃效果不如溴系阻燃劑好。
阻燃劑常見(jiàn)阻燃機(jī)理之磷系阻燃劑。磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理是凝聚相機(jī)理。一般認(rèn)為，有機(jī)磷系阻燃劑在固相和液相中均能發(fā)揮阻燃作用。在燃燒時(shí)，磷化合物先生成磷酸的非燃性液態(tài)膜，緊接著磷酸又進(jìn)一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進(jìn)而聚合成聚偏磷酸。在這個(gè)過(guò)程中，不僅磷酸生成的液態(tài)膜起覆蓋作用，而且聚偏磷酸是強(qiáng)酸和強(qiáng)脫水劑，可使高分子材料脫水而炭化。這種炭膜隔絕了空氣，從而使磷化物發(fā)揮了更好的阻燃作用。
三氧化二銻單獨(dú)使用時(shí)沒(méi)有阻燃效果，如與鹵化物并用即有阻燃作用。這是因?yàn)槿趸R和鹵素進(jìn)行反應(yīng)生成銻的鹵化物和氧鹵化物。在氣相中燃燒時(shí)，銻的鹵化物可使自由基反應(yīng)中止．顯示出阻燃效果。
鋁的水合物在250℃以上受熱分解時(shí)能生成氧化鋁和水，稀釋了火焰區(qū)氣體濃度，同時(shí)每摩爾A1(OH)3要吸收熱量1.9kJ，也起冷卻作用。在各種鋁的水合物中A1(OH)3吸熱量最大，而且有利于形成炭化層，因而阻燃效果也最好。
阻燃劑常見(jiàn)阻燃機(jī)理之環(huán)氧樹(shù)脂阻燃技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用。GIng—HoHBiue等人”對(duì)含磷／硅環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能作了研究，證明了磷/硅在提高環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性能和極限氧指數(shù)方面具有協(xié)同效應(yīng)。在燃燒時(shí)磷提供形成炭化層的趨勢(shì)，而硅則使炭化層的熱穩(wěn)定性得到提高，兩者均表現(xiàn)出各自在阻燃方面的貢獻(xiàn)。這種協(xié)同效應(yīng)使環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)從26提高到36。另外，磷／硅在阻燃方面的協(xié)同效應(yīng)還可以通過(guò)用硅氧烷代替硅烷而得到進(jìn)一步的提高。氧指數(shù)可達(dá)到45。其機(jī)理主要在于連續(xù)地產(chǎn)生二氧化硅層使得炭化層的熱氧化量減少。
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(diǎn)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(jí)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(shù)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(shí)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(shù)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(shí)含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對(duì)紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹(shù)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%.
通常，鹵素／三氧化二銻被證明能在環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃中起到很好的協(xié)同效應(yīng)，但是燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙。xMxlaot6ng等學(xué)者“，研究發(fā)現(xiàn)，用MoO2來(lái)代替三氧化二銻可以有效地減少煙的產(chǎn)生，同時(shí)還可增強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。他們以雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為研究對(duì)象，用甲基四氫化苯基氫化物作固化劑，2—乙基—4—甲基咪唑作為促進(jìn)劑。
?芳香溴與氧化銻聯(lián)合阻燃技術(shù)被廣泛應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂阻燃體系。但是，該體系存在的主要問(wèn)題在于產(chǎn)品燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒和有腐蝕性的氣體?；谶@個(gè)問(wèn)題，D．DeMel等人“利用二烷基(或芳基)磷對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性．研究結(jié)果表明，通過(guò)雙酣A環(huán)氧丙基醚與二烷基(或芳基)磷進(jìn)行化學(xué)合成，再以4，4’—二胺二苯基砜作為固化劑可以產(chǎn)生很好的阻燃效果，有效地克服了上述阻燃體系的弊病，氧指數(shù)最高可達(dá)到31。
?G126—HobIMe等人“對(duì)含磷環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能進(jìn)行了研究。他們采用了2種含磷的二胺混合物：雙—(4—苯胺基)—苯基氧化磷和雙—(3—苯胺基)—苯基氧化磷作為固化劑e實(shí)驗(yàn)用環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧828和環(huán)氧1510。
為了提高其磷成分的含量，雙(環(huán)氧丙基)苯基氧化磷也被采用，這2種二胺固化劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃方面的作用很相似。從熱解質(zhì)量分析(TGA)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，所有的含磷環(huán)氧樹(shù)脂的炭層產(chǎn)量都很高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明、它們的極限氧指數(shù)可以達(dá)到33～51，具有很高的阻燃作用。
有研究者用丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂阻燃配方，用三氧化二銻與鹵化物并用作阻燃劑。將各組分用三輥機(jī)混合均勻后，制成光固化阻焊劑油墨。用300目聚配網(wǎng)版將該油墨印刷在銅箔刻蝕的酪絕緣基材上，在80w高壓水銀燈照射下，以15cm距離、1000mJ／cm2光量使之固化，所制得阻焊劑膜經(jīng)測(cè)試可達(dá)到UL—94V—0級(jí)阻燃標(biāo)準(zhǔn)。
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