環(huán)保綠色阻燃劑
本文介紹環(huán)保綠色阻燃劑。環(huán)保綠色阻燃劑主要由三部分組成:炭化劑(炭源)、炭化催化劑(酸源)、膨脹劑(氣源)。炭化劑為膨脹多孔炭層的炭源,一般是含碳豐富的多官能團(如—OH)物質(zhì),季戊四醇(PER)及其二縮醇、三縮醇是常用的炭化劑。
炭化催化劑一般是可在加熱條件下釋放無機酸的化合物。無機酸要求沸點高,而氧化性不太強。聚磷酸銨(APP)為常用的炭化催化劑。膨脹劑為受熱放出惰性氣體的化合物,一般是銨類和酰胺類物質(zhì),如尿素、密胺、雙氰胺及其衍生物。
環(huán)保綠色阻燃劑各組分的選擇準則如下:
(1)酸源:為了具有實用性,酸源必須能夠使含碳多元醇脫水。在火災發(fā)生前,我們不希望脫水反應發(fā)生,所以常用的酸源都是鹽或酯。
(2)酸源釋放酸必須在較低的溫度進行,尤其應低于多元醇的分解溫度。如果有機部分有助于成炭,使用有機磷化物效果更好。
(2)炭源:炭源的有效性與碳含量及活性羥基的數(shù)量有關。炭源應在其本身或基體分解前的較低溫度下與催化劑反應。
(3)氣源:發(fā)泡劑必須在適當?shù)臏囟确纸?,并釋放出大量氣體。發(fā)泡應在熔化后、固化前發(fā)生。適當?shù)臏囟扰c體系有關。對于特定的膨脹阻燃聚合物體系,有時并不需要3個組分同時存在,有時聚合物本身可以充當其中的某一元素。
使用以上準則可預測大多數(shù)體系的有效性。
環(huán)保綠色阻燃劑受熱時,炭化劑在炭化催化劑作用下脫水成炭,碳化物在膨脹劑分解的氣體作用下形成蓬松有孔封閉結構的炭層。一旦形成,其本身不燃,且可削弱聚合物與熱源間的熱傳導,并阻止氣體擴散。一旦燃燒得不到足夠的燃料和氧氣,燃燒的聚合物便會自熄。此炭層經(jīng)歷以下幾步形成。
(1)在較低溫度下由酸源放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機酸。
(2)在稍高于釋放酸的溫度下,發(fā)生酯化反應,而體系中的胺則可作為酯化的催化劑。
退稅:目前磷酸三乙酯阻燃劑TEP退稅為9%
原材料:以三氯氧磷和乙醇為主,兩步酯化法合成。
屬于幾類危險品:目前磷酸三乙酯TEP屬于普貨出口,不是危險品。
包裝方式:凈重200KG/鍍鋅鐵桶(一個小柜打托裝16噸)、1000KG/IB桶(一個小柜裝18噸)或23噸ISOTANK。
磷酸三乙酯|阻燃劑TEP產(chǎn)品用途
磷酸三乙酯為高沸點溶劑,橡膠和塑料的增塑劑,也是催化劑.也用作制取農(nóng)藥殺蟲劑的原料.以用作乙基化試劑,用于乙烯酮生產(chǎn)。
(1)催化劑:二甲苯異構體催化劑;烯烴的聚合催化劑;制造四乙基鉛的催化劑;制造碳化二亞胺的催化劑;三烷基硼和烯烴的置換反應催化劑;用乙酸高溫脫水制造乙烯酮的催化劑;苯乙烯同共軛二烯類化合物聚合用的催化劑;如果在對苯二甲酸、乙二醇聚合時使用則有防止纖維變色的作用。
(2)溶劑:硝酸纖維素及乙酸纖維素的溶劑;用保持有機過氧化物催化劑壽命的溶劑;氟化乙烯分散用的溶劑;作聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂的固化催化劑的過氧化物劑及稀釋劑。
(3)穩(wěn)定劑:氯系殺蟲劑和穩(wěn)定劑;酚醛樹脂的穩(wěn)定劑;糖醇樹脂的固體劑。
(4)合成樹脂方面:二甲酚甲?醛樹脂的固化劑;殼型塑模所使用的酚醛樹脂的軟化劑;氯乙烯的柔軟劑;乙酸乙烯聚合物的增塑劑;聚酯樹脂的阻燃劑。
(5)磷酸三乙酯(阻燃劑TEP)為高沸點溶劑,橡膠和塑料的增塑劑,也用作制取農(nóng)藥殺蟲劑的原料,用作乙基化試劑和乙烯酮生產(chǎn)。在日本,該品的70%用于催化劑。
(3)體系在酯化前或酯化過程中熔化。
(4)反應產(chǎn)生的水蒸汽和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系膨脹發(fā)泡。
(5)反應接近完成時,體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫炭層。
在上面論述的基礎上,看上去似乎任何含有這幾種官能團的化合物都能發(fā)泡,只是發(fā)泡的程度不同,其實這是錯誤的。為了發(fā)泡,各步反應必須幾乎同時發(fā)生,但又必須按嚴格的順序進行。環(huán)保綠色阻燃劑也可能具有氣相阻燃作用,因為磷-氮-碳體系遇熱可能產(chǎn)生NO及NH3,而它們也能使自由基結合而導致燃燒鏈反應終止。
膨脹型阻燃體系主要成分可分為酸源、炭源、氣源三個部分。酸源一般為無機酸或加熱至100-250℃時生成無機酸的化合物,如磷酸、硫酸、硼酸、各種磷酸銨鹽、磷酸酯和硼酸鹽等;碳源(成炭劑)是形成泡沫炭化層的基礎,一般為富碳的多羥基化合物,如淀粉、季戊四醇和它的二聚物、三聚物以及含有輕基的有機樹脂等;氣源(發(fā)泡源)多為胺或酰胺類化合物,如三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸胺等。
膨脹體系成炭的結構復雜,影響因素眾多。聚合物主體的化學結構和物理特性、膨脹阻燃劑的組成、燃燒和裂解時的條件(如溫度和氧含量)、交聯(lián)的反應速率等等諸多因素都會對膨脹成炭的結構產(chǎn)生影響。而膨脹炭層的熱保護效應不僅取決于焦炭產(chǎn)量、炭層高度、炭層結構、保護炭層的熱穩(wěn)定性,也取決于炭層的化學結構,尤其是環(huán)狀結構的出現(xiàn)增加了熱穩(wěn)定性,此外還有化學鍵的強度以及交聯(lián)鍵的數(shù)量。
氣源膨脹型阻燃體系阻燃機理普遍認為是凝聚相阻燃,首先聚磷酸胺受熱分解,生成具有強脫水作用的磷酸和焦磷酸,使季戊四醇酯化,進而脫水炭化,反應形成的水蒸汽及三聚氰胺分解的氨氣使炭層膨脹,最終形成一層多微孔的炭層,從而隔絕空氣和熱傳導,保護聚合物主體,達到阻燃目的。
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