無鹵膨脹阻燃劑
無鹵膨脹阻燃劑在燃燒過程中發(fā)煙量少、無有毒氣體產(chǎn)生,無鹵膨脹阻燃劑被認(rèn)為是實現(xiàn)阻燃劑無鹵化很有希望的途徑之一。
各國已制定或頒布法令,對鹵素阻燃劑的使用進(jìn)行了限制。開發(fā)無鹵膨脹阻燃劑取代鹵素阻燃劑已經(jīng)成為世界阻燃領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。必須大力發(fā)展膨脹型無鹵阻燃劑才能適應(yīng)國際市場的發(fā)展趨勢。
據(jù)統(tǒng)計,火災(zāi)中發(fā)生的死亡事故80%是由于燃燒所釋放的煙和有毒氣體的窒息造成的。研究開發(fā)新型阻燃劑,降低材料燃燒時的煙量及有毒氣體量,成為近年來阻燃領(lǐng)域中的重點研究課題之一。
設(shè)計合成了分子中同時含有碳源、酸源、氣源的兩種膨脹型無鹵阻燃劑,并通過與螺環(huán)類化合物、成炭劑的復(fù)配,得到了阻燃效果良好的新型聚烯烴無鹵阻燃劑。研制的阻燃劑可用于PE、PP的阻燃,阻燃效果達(dá)到了V-0級,氧指數(shù)≥27。
無鹵阻燃劑的市場非?;钴S,在世界范圍內(nèi)將是增長速度最快的助劑,為了避免火災(zāi)給人們帶來的危害或?qū)⑦@種災(zāi)害降到最低,建筑材料及電氣、家電用品等要求必需采用先進(jìn)的阻燃技術(shù)及阻燃材料。
磷系無鹵阻燃劑也越來越受重視:DOPO衍生物,其多酚羥基或多氨基衍生物可以被用作高聚物的固化劑,由它們所固化的環(huán)氧樹脂的性能與溴化環(huán)氧樹脂有很大的不同,特別在阻燃性、熱穩(wěn)定性方面差異明顯。
當(dāng)今有機(jī)磷化合物的研究開發(fā)正從鏈狀結(jié)構(gòu)向環(huán)狀結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展,其中膦菲類化合物——DOPO及其衍生物,因具有獨特的分子結(jié)構(gòu)(聯(lián)苯環(huán)和菲環(huán)結(jié)構(gòu)并存),和所表現(xiàn)出諸多的優(yōu)異性能而備受關(guān)注。
可以說DOPO衍生物環(huán)保阻燃應(yīng)用正在大顯手身。DOPO衍生物Ⅲ由于含有2個酚羥基,也可以用作環(huán)氧樹脂的固化劑,經(jīng)它固化的環(huán)氧樹脂與傳統(tǒng)用TBBA固化的環(huán)氧樹脂相比,Tg普遍高40℃,Td及成炭率也較之要高。燃燒時無垂滴及產(chǎn)生黑煙的現(xiàn)象,非常適合作為電路板的基材。
阻燃劑TCPP|磷酸三(2-氯丙基)酯產(chǎn)品用途
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)為無色至微黃色油狀液體,溶于苯、醇、四氯化碳等有機(jī)溶劑,不溶于水和脂肪族烴,相對密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5),粘度58mm2/S,含氯量32.8%,含磷量9.5%,由于分子內(nèi)同時含有磷氯兩種元素,阻燃性能顯著,同時還有增塑、防潮、抗靜電等作用,磷酸三(2-氯丙基)酯用于聚氯乙烯,聚苯乙烯,酚醛樹脂以及橡膠、涂料的阻燃,通常還與三氯化銻配合使用,用來提高三氯化二銻的阻燃效率。
磷氮系無鹵阻燃劑還包括膨脹型無鹵阻燃劑,它主要通過凝聚相發(fā)揮作用。在較低溫度下,由酸源產(chǎn)生能酯化多元醇(碳源)和可作為脫水劑的酸;在稍高的溫度下,酸與多元醇(碳源)進(jìn)行酯化反應(yīng),而體系中的胺則作為此酯化反應(yīng)的催化劑,加速反應(yīng)進(jìn)行;體系在酯化反應(yīng)前或酯化過程中熔化;
反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水蒸汽和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使已處于熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡,與此同時,多元醇和酯脫水碳化,形成無機(jī)物及炭殘余物,且體系進(jìn)一步發(fā)泡;反應(yīng)接近完成時,體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫碳層。如聚多磷酸銨、三聚氰胺、膨脹型石墨、三聚氰胺磷酸鹽、硼酸鋅、TGIC。
目前采用的抑煙劑主要是以金屬氧化物、過渡金屬氧化物為主,主要有硼酸鋅、鉬化合物及其復(fù)配物、鎂—鋅復(fù)合物、二茂鐵、氧化錫、氧化銅等。此外,某些無機(jī)阻燃劑如氫氧化鋁、氫氧化鎂同時具有阻燃抑煙的功效。膨脹型無鹵阻燃劑具有阻燃和抑煙的雙重作用。
目前國內(nèi)的研究和發(fā)展的重點集中在無機(jī)阻燃劑、紅磷微膠囊化、膨脹型阻燃劑等領(lǐng)域,并取得了一定的成果。無鹵、高效、低煙、低毒新型阻燃劑是當(dāng)今阻燃劑的發(fā)展方向。
化學(xué)建材塑料加工品及聚合物材料越來越廣泛地應(yīng)用于建筑、交通、電氣、通訊、裝璜等領(lǐng)域,由于這些材料固有的易燃性,由此帶來的火災(zāi)隱患已經(jīng)成為全球關(guān)注的社會問題。
世界各國相繼制定了有關(guān)材料阻燃的法規(guī),對高分子材料的阻燃性提出了越來越高的要求,在一些領(lǐng)域已成為高分子材料必須具備的性能。
阻燃化是高分子材料改性的重要內(nèi)容之一。用于高分子材料的阻燃劑是重要的材料改性添加劑,降低高分子材料的易燃性和火焰?zhèn)鞑ニ俾适菍ψ枞俭w系的基本要求。
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