金屬水合物阻燃劑
在金屬水合物阻燃劑的長期研究中，人們發(fā)現(xiàn)適合作為無鹵阻燃劑的金屬水合物以Al(OH)3和Mg(OH)2為主。
這是因為金屬水合物阻燃劑Al(OH)3和Mg(OH)2具有填充劑、阻燃劑、發(fā)煙抑制劑三重功能。當(dāng)金屬水合物阻燃劑受熱分解時釋放出結(jié)晶水，吸收大量的熱量，產(chǎn)生的水蒸氣降低了可燃性氣體的濃度，并使材料與空氣隔絕；同時生成的耐熱金屬氧化物Al2O3和MgO還會催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應(yīng)，在聚合物表面形成一層炭化膜，減弱材料燃燒時的傳熱、傳質(zhì)效應(yīng)，從而不僅起到阻止燃燒的作用，還起到了消煙的作用。
Al(OH)3分解溫度范圍為235~350℃，吸熱量為968J/g。由于其分解溫度較低，因此，作為阻燃劑通常只適用于加工溫度較低的高分子材料。與Al(OH)3相比，Mg(OH)2具有更好的熱穩(wěn)定性，更強的促進基材成炭和提高氧指數(shù)的能力；分解溫度高達340~490℃，能滿足許多塑料樹脂的混煉和加工成型，并可使添加Mg(OH)2的高分子材料能承受更高的加工溫度，利于加快擠塑速率，縮短模塑時間；
同時在制備過程中無有害物質(zhì)排放，因此，可在許多場合替代Al(OH)3。Al(OH)3和Mg(OH)2都屬于無機填充型阻燃劑。一般需要高填充量(50%以上)才能達到較好的阻燃效果。另外，與高聚物相容性也差，不易在高分子材料中分散，這些往往都會較大程度惡化高分子基體的加工性能和制品的物理機械性能。
水合物指的是含有水的化合物，其范圍相當(dāng)廣泛。其中水可以以配位鍵與其他部分相連，如水合金屬離子，也可以是以共價鍵相結(jié)合，如水合三氯乙醛。也可以指是天然氣中某些組分與水分在一定溫度、壓力條件下形成的白色晶體，外觀類似致密的冰雪，密度為0.88~0.90 g/cm3。研究表明，水合物是一種籠形晶體包絡(luò)物，水分子借氫鍵結(jié)合形成籠形結(jié)晶，氣體分子被包圍在晶格之中。
低分子的氣體的水合物為體心立方晶格，較大的氣體分子則是類似于金剛石的晶體結(jié)構(gòu)。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯產(chǎn)品工藝
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2～3h。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。
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。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃劑TCEP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%.
化合物從其組成離子的水溶液中結(jié)晶出來時, 所得到的晶體往往是水合物(hydrate)。所以水合物并不是簡單的與水混合，水合物也是純凈物。
水合物化學(xué)式具有確定數(shù)目的水分子, 其結(jié)構(gòu)大體可分為4類:
(1)全部H2O分子配位于金屬陽離子。例如, 六水合物Co(ClO4)2·6H2O中的6個H2O分子全部配位于Co2+離子, 可將其寫成[Co(H2O)6](ClO4)2。
(2)部分H2O分子配位于金屬陽離子，部分H2O分子鍵合于酸根陰離子。例如CuSO4·5H2O中的H2O分子。
(3)H2O分子進入固體晶格的確定位置,不與特定的陽離子或陰離子鍵合。這種化合物中的水分子叫晶格水，例如BaCl2·2H2O中的水分子。
(4)一部分H2O分子與陽離子配位,另一部分則是晶格水。明礬KAl(SO4)2·12H2O似乎具有這種結(jié)構(gòu)。
最后還應(yīng)該提到水合包合物。它們應(yīng)該歸入水合物, 但卻不是從其組成離子的水溶液中結(jié)晶出來的化合物。它們是H2O分子彼此間通過氫鍵形成籠, 將外來的電中性分子或離子包于籠內(nèi)而得到的一類水合物。例如Cl2(H2O)7.25 和“可燃冰”。
水合物中的水是以確定的量存在的,例如無水硫酸銅CuSO4的水合物的組成為CuSO4·5H2O。水合物中的水有幾種不同的結(jié)合方式：一種是作為配體，配位在金屬離子上，稱為配位結(jié)晶水；另一種則結(jié)合在陰離子上，稱為陰離子結(jié)晶水。例如,CuSO4·5H2O加熱到113℃時,只失去四分子水。只有加熱到258℃以上，才能脫去最后一分子水。由此可見，4個水分子是作為配體配位在銅離子上的，即【Cu(H2O)4】2+；另一個水分子則結(jié)合在硫酸根上。一般認為，一個水分子通過氫鍵與SO4中的氧原子相連接的。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
http://343800.com.cn
