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阻燃劑與阻燃技術(shù)
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-23 16:58:04 |
塑料及其制品多具有可燃性，為了減少火災(zāi)的發(fā)生，常向塑料中加入一些阻燃劑以提高其抗燃性。與其它助劑相比，阻燃劑的開發(fā)和應(yīng)用起步稍晚，但其發(fā)展卻相當(dāng)快，有些國家阻燃劑的生產(chǎn)量已僅次于增塑劑了。因此，研究阻燃劑與阻燃技術(shù)已成為十分重要的課題。
隨著現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，老牌的阻燃劑與阻燃技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場對其性能的需求了，比如含鹵阻燃劑在材料燃燒時放出大量的鹵化氫氣體，進(jìn)而吸水形成具有強腐蝕性的氫鹵酸而造成二次公害。
現(xiàn)今阻燃劑無鹵呼聲日益高漲，含鹵阻燃劑很難在21世紀(jì)得到較大發(fā)展，而無機含結(jié)合水的阻燃劑，如Ａｌ(ＯＨ)3、Ｍｇ(ＯＨ)2等必將向微細(xì)化及納米化方向發(fā)展，單一阻燃劑將被復(fù)合型具有協(xié)同效應(yīng)的阻燃劑替代，21世紀(jì)的新型阻燃劑與阻燃技術(shù)必將會是無鹵、高效、低煙、低毒、多功能的。
高溫下阻燃劑在聚合物表面形成凝聚相，隔絕了空氣，阻止熱傳遞、降低可燃性氣體釋放量，從而達(dá)到阻燃目的。形成凝聚相隔離膜的方式有兩種:一是阻燃劑在燃燒溫度下分解成不揮發(fā)的玻璃狀物質(zhì)，包覆在聚合物表面，這種致密的保護(hù)層起到了隔離膜的作用，如硼系和鹵化磷類阻燃劑具有類似特征;二是利用阻燃劑的熱降解產(chǎn)物促進(jìn)聚合物表面迅速脫水碳化，形成碳化層，利用單質(zhì)炭不產(chǎn)生火焰的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒，達(dá)到阻燃保護(hù)的效果，如含磷阻燃劑對含氧聚合物的阻燃作用。
在聚合物燃燒過程中，大量生成的游離基促進(jìn)氣相燃燒反應(yīng)，如能設(shè)法捕獲并消滅這些游離基，切斷自由基鏈鎖反應(yīng)，就可以控制燃燒，進(jìn)而達(dá)到阻燃的目的。鹵系阻燃劑的阻燃機理就屬此類。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
外觀：白色片狀結(jié)晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
阻燃劑發(fā)生吸熱脫水、相變、分解或其它吸熱反應(yīng)，降低聚合物表面和燃燒區(qū)域的溫度，防止熱降解，進(jìn)而減少了可燃性氣體的揮發(fā)量，最終破壞維持聚合物持續(xù)燃燒的條件，達(dá)到阻燃目的。Ａｌ(ＯＨ)3和Ｍｇ(ＯＨ)2及硼類無機阻燃劑頗具代表性。
將現(xiàn)有的阻燃劑進(jìn)行復(fù)配，使各種作用機理共同發(fā)生作用，達(dá)到降低阻燃劑用量并起到更好的阻燃效果。如將氧化銻與有機鹵化物阻燃劑的協(xié)同使用，可構(gòu)成一種非常有效的阻燃體系，作用于燃燒的可燃物時，使有機鹵化物放出氫鹵酸或鹵素，再與氧化銻反應(yīng)產(chǎn)生三鹵化銻或鹵化銻酰(ＳｂＯＸ)，這些銻化合物具有阻燃作用，其中產(chǎn)物ＳｂＸ3的阻燃作用很大，它能形成一種惰性氣體，減少可燃物與氧氣接觸，使炭覆蓋層生成;高溫下ＳｂＸ3揮發(fā)進(jìn)入火焰中，分解成各種銻化物和鹵素游離基，它們改變了火焰的化學(xué)性質(zhì)，消耗了火焰的能量，從而達(dá)到阻燃的目的。
有機磷系阻燃劑是與鹵系阻燃劑并重的有機阻燃劑，品種多、用途廣，20世紀(jì)70年代初，有機磷阻燃劑在美國有機阻燃劑市場上就已占到總銷量的50%以上。目前主要應(yīng)用的品種有磷酸酯類如異癸基二苯基磷酸酯、2 乙基己基二苯基磷酸酯磷酸三異丙苯酯等;膦酸酯類，如雙 (2 氯乙基) 乙烯基膦酸酯;鹽類，如美國Ｃｙａｍａｉｄｅ公司開發(fā)的ＣｙａｇａｒｄＡＦ 1、乙撐雙[三(2 氰乙基)溴化磷鹽];含磷二元醇和多元醇類，如Ｎ，Ｎ 雙 (2 羥乙基)氨甲基膦酸二乙酯、ＦＭＣ公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品ＦＲ Ｄ和ＦＲ Ｔ等。
隨著聚氨酯、聚烯烴以及各種工程塑料阻燃要求的提出，相繼又出現(xiàn)了一系列相容性好、穩(wěn)定性高的新型大分子量或聚合物型有機磷阻燃劑。例如ＣＮ 1197，系季戊四醇基磷酸酯阻燃劑，可用于環(huán)氧和不飽和聚酯樹脂等復(fù)合材料的阻燃;以ＣＮ 1197為中間體衍生出一系列新阻燃劑，如采用ＣＮ 1197與丙烯酸反應(yīng)制備出含有籠狀磷酸酯結(jié)構(gòu)的阻燃丙烯酸酯，與聚磷酸銨復(fù)配，可用于聚丙烯的阻燃，效果十分顯著。
王玉忠等合成了聚苯基膦酸二苯砜酯(ＰＳＰＰＰ)、聚苯基膦酸二苯偶氮酯(ＰＡＰＰＰ)及聚苯基膦酸雙酚Ａ酯(ＰＢＰＰＰ)。ＰＳＰＰＰ系采用雙酚Ｓ和苯膦酰二氯為原料，用熔融縮聚方法合成，數(shù)均分子量超過104，該產(chǎn)品具有很高的熱穩(wěn)定性，對ＰＥＴ具有極好的阻燃作用。
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