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阻燃增塑劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-10-24 16:55:38 |
(多)磷酸酯類作為阻燃劑在聚合物阻燃應(yīng)用中占據(jù)了重要的地位。對于軟質(zhì)PVC的阻燃增塑劑主要是各種芳基磷酸酯及芳基-烷基磷酸酯。所有用作軟質(zhì)PVC阻燃增塑劑的磷酸酯的磷含量相近，在7.8%～8.6%之間。它們用于替代軟質(zhì)PVC中部分鄰苯二甲酸酯和其他酯類增塑劑，可使制品的阻燃性提高，但其他性能惡化。
有文獻(xiàn)報道，三芳基磷酸酯阻燃PVC具有較高的氧指數(shù)和彈性模量，而烷基二芳基磷酸酯阻燃PVC的氧指數(shù)和彈性模量皆較低，這是因為多芳基磷酸酯的阻燃性較高而柔順性較低之故。而且，芳基上的烷基取代基也對磷酸酯的阻燃性和柔順性有影響。以磷酸酯阻燃的PVC點燃時間都較短，且差別不是很大，在10～20s之間，這是因為所含磷酸酯較易揮發(fā)，且在較低溫度下發(fā)生熱裂解之故。
此外，K.S.Annakutty等研究了多磷酸酯對于軟質(zhì)PVC阻燃的效果。結(jié)果表明:PVC/鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)/低分子質(zhì)量的磷酸酯(包括各種多磷酸酯，磷酸三乙酯TEP，磷酸三甲苯酯TCP)(50/40/10)中，多磷酸酯的存在，可以促進(jìn)PVC的成炭，且成炭率隨著其中磷含量的增加而增加。但是包含各種多磷酸酯的PVC在熱失重數(shù)據(jù)上并沒有大的不同。
熱失重試驗表明，TEP、TCP的存在使得PVC的行為和包含多磷酸酯的PVC不太一樣，基本不會促進(jìn)PVC成炭，在550℃時PVC會完全失重。另外，與TEP、TCP相比，多磷酸酯的存在可以更有效地抑制PVC的熱氧化降解。所有試樣的氧指數(shù)大部分處在25～27之間，和包含單磷酸酯的PVC相比，包含多磷酸酯的PVC有更好的阻燃性。在包含不同的多磷酸酯的PVC的比較中，當(dāng)多磷酸酯中含有鹵素時，氧指數(shù) 會更高。而烷基多磷酸酯對PVC的阻燃效果也要好于芳基多磷酸酯。另外，在磷酸酯增塑的PVC中不適于加入三氧化二銻(Sb2O3)。有文獻(xiàn)報道，這樣的配方會導(dǎo)致相反的協(xié)同作用，降低體系的阻燃性。
磷酸三苯酯tpp是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為自色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為自色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機溶劑，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香氣味，微有潮解性，不易燃燒。熔點約50℃，受熱時快速熔化成箍狀，潤精效果極佳，常作為阻燃增塑潤精劑使用。它在許多塑料和樹脂用作阻燃劑，如酚醛樹脂，環(huán)氧樹酯等。
含有乙烯、銻、磷酸酯的聚合物阻燃增塑劑。在一種聚合物中，包含多種具有阻燃功效的元素，這種方法比把幾種含不同元素的阻燃劑簡單地混合有更好的效果，還可以有效地控制諸如增塑劑遷移、揮發(fā)之類的問題。P.Kannan等研制了一種含有乙烯、銻、磷酸酯的聚合物阻燃增塑劑。
這是一種粉紅色的稠狀液體，其中包含了P、Sb、N、Br等多種元素。這種阻燃增塑劑(Polyethy2leneStibinitePhosphateEsters)和DOP共同使用增塑PVC，可以使PVC的氧指數(shù)比使用磷酸三(鄰甲)苯酯增塑后有較大提高。同時，在其中單獨加入磷酸氫二胺(DAP)或氫氧化鋁(ATH)后，也會改善試樣的氧指數(shù)。在其中同時加入DAP、ATH和聚合物阻燃填料(FRP)后，氧指數(shù)可以從24.5提高到27.5。但是這種阻燃增塑劑的穩(wěn)定性欠佳，在80℃會發(fā)生分解，所以在使用中只能少量替代DOP。
多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯阻燃增塑劑。傳統(tǒng)的阻燃劑雖然對體系有阻燃作用，但是由于它還可能在一定程度上影響樹脂的其他性能，所 以人們還希望找到一種更好的阻燃劑，對樹脂產(chǎn)生盡可能小的影響。1991年有專利報道，采用多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯阻燃增塑劑來增塑PVC。多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯作為PVC樹脂的阻燃型增塑劑具有阻燃、不揮發(fā)、耐遷移的優(yōu)點。對于像PVC這樣的鹵化樹脂，添加此阻燃增塑劑非常有效。多溴化的高分子質(zhì)量烷基苯中的溴含量越高，在燃燒中產(chǎn)生的煙越少;同時，高溴含量對于提高體系的熱穩(wěn)定性也有好處。
二烷基四取代鄰苯二甲酸鹽(酯)阻燃增塑劑。K.J.Drost等曾提到一種采用含碳原子數(shù)不同的有機醇和四取代鄰苯二甲酸酐或四取代鄰苯二甲酸合成的阻燃型增塑劑———二烷基四取代鄰苯二甲酸鹽(酯)。此阻燃增塑劑不但具有良好的增塑作用,同時具有優(yōu)良的抑煙性。J.F.Day等也提到采用二烷基四氯代鄰苯二甲酸酯和二烷基四溴代鄰苯二甲酸酯的混合物來增塑PVC[7]。由于氯和溴有協(xié)同阻燃的作用,所以二烷基四氯代鄰苯二甲酸酯和二烷基四溴代鄰苯二甲酸酯兩者的共同存在對于PVC的阻燃起到了很大的促進(jìn)作用,試樣的氧指數(shù)均在30以上。同時,增塑后的PVC,其低溫柔順性和燃燒時的發(fā)煙量均有所改善。
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