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    磷系阻燃劑的分類

    發布時間:2021-02-02 15:59來源:admin瀏覽次數:2868


    磷系阻燃劑根據磷系阻燃劑的組成和結構,可以分為無機磷系阻燃劑和有機磷系阻燃劑兩大類。無機磷系阻燃劑包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等。有機磷系阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和鱗鹽等。下述闡述一下幾種常用磷系阻燃劑的特點。

    無機磷系阻燃劑

    無機阻燃劑歷史悠久,主要是紅磷、聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨等磷酸鹽,受熱分解出磷酸、偏磷酸和H2O等,并促進成炭覆于基材的表面起到阻燃的效果。應用于pvc、尼龍環氧樹脂、聚酯和聚酰胺等,尤其是對后兩類更為普遍。作為一種老牌阻燃劑,其無鹵、低毒、穩定、效果持久等優勢,使其在無機阻燃劑中占有很重的地位。1963年,由德國拜耳公司推出紅磷阻燃劑以來,一直在研究塑料阻燃劑用紅磷的穩定方法。

    紅磷

    紅磷是一種性能優良的阻燃劑,具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果,紅磷在400℃受熱分解,,解聚形成白磷,白磷在水汽存在下被氧化成粘性的磷的含氧酸,這類酸即覆蓋于被阻燃材料表面,又促使材料表面加速脫水炭化,形成炭層。液膜和炭層可起到蓄熱、阻止氣體交換的作用,保護下層不再被繼續氧化,起到阻燃作用。但是在實際應用中易吸潮、氧化、并放出劇毒氣體,粉塵易爆炸,而其呈深紅色,在與樹脂混煉、模塑等加工操作過程中存在著火危險,且與樹脂相容性差,不宜分散均勻,導致基材物理性能下降。為了克服這些缺點,紅磷顆粒的表面改性處理成為重要研究課題之一。

    在我國,由于紅磷作為阻燃劑未廣泛使用,故國內研制開發較少。但鑒于它有著廣泛的市場前景,應引起注意和重視。由于微膠囊能保護物質免受環境影響,改變物質質量、狀態或表面性能,隔離活性成分,降低揮發性和毒性等多種作用,所以將該技術應用于無機阻燃劑,就可以防止無機阻燃劑遷移、提高阻燃效果、改善熱穩定性等。

    目前,微膠囊技術在無機阻燃劑中的工業化應用主要是微膠囊化紅磷,經包覆處理的紅磷具有低煙、低毒、無鹵、相容性好、物化性能優良等特點。李玉榮等研制出了一種無機和有機雙層包覆紅磷(即IO紅磷),作為礦井用阻燃抗靜電橡膠和像塑導風筒,以及礦用阻燃聚乙烯塑料棚網,均表現出良好的阻燃效果,同時,減少了鹵系阻燃劑和Sb2O3的用量,降低了阻燃制品燃燒時產生的有害氣體。目前商品化的品種有:ClariantWC公司的ExolitRP,Albright&Wilson公司的AMGARD和AMGARDCPC系列,AmgardCRP和AmgardGHT系列,日本的RINKA系列等。

    另外紅磷具有抑煙效果,可以尋找合適的消煙劑與之進行復配,火災中抑煙比防火更重要,促進發展消煙技術。

    聚磷酸銨

    聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無機磷阻燃劑,是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域。APP的P-N阻燃元素含量高、熱穩定性好,產品近乎于中性;另外價廉、毒性低、阻燃性能持久,可單獨或與其它阻燃劑復合用于塑料的阻燃。另外,聚磷酸是強脫水劑,可使聚合物脫水炭化形成炭層,隔絕聚合物與氧氣的接觸,在固相起阻止燃燒的作用。

    APP是聚烯烴、鋼結構保護涂層、膠粘水泥、密封料、PU泡沫、酚醛和用于復合材料、織物、紙張和木材的不飽和聚酯和環氧樹脂的良好的阻燃劑,要更高熱穩定性則需要用有機磷酸酯。

    聚磷酸銨雖然成本低廉,使用方便,阻燃效果好,但隨著應用領域的不斷開拓,也暴露了它的一些缺點,如在空氣中容易吸潮,手感發粘且對棉織物的強度影響較大,用于紙張會使紙張發黃變脆。

    通過聚磷酸銨的微膠囊化可以減輕以上一系列不良影響;提高聚磷酸銨阻燃整體效應的另一個途徑就是用偶聯劑,如用含硅化合物進行表面處理,使其成為具有流動性的細粉,增強與塑料的相容性和加工流動性,并提高其阻燃性。另一方面,提高聚磷酸銨的聚合度也可以增強它的阻燃整體效果。

    據報道,P含量為30.5%的APP與季戊四醇并用具有更高的阻燃性。同時AP與金屬氧化物(如二氧化錳)、無機填料(沸石)及其它阻燃劑均具有良好的協同效應。

    聚磷酸銨為白色粉末,分解溫度高于256℃。聚磷酸銨比有機阻燃劑價格低,毒性小,熱穩定性好,可單獨使用也可以與其它阻燃劑配合使用。而以長鏈聚磷酸銨為基礎的膨脹性阻燃體系則是當前無鹵阻燃聚烯烴研究的熱點,在聚烯烴加工改性中顯示出良好的發展情景。

    轉載請注明:轉載自環球塑化資訊 http://www.pvc123.com/news/

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    免責聲明:本文"磷系阻燃劑機理及分類"僅代表作者個人觀點,與PVC123無關。環球塑化所轉載的內容,其版權均由原作者和資料提供方所擁有!如因作品版權問題需要處理,請與我們聯絡。

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    磷系阻燃劑根據磷系阻燃劑的組成和結構,可以分為無機磷系阻燃劑和有機磷系阻燃劑兩大類。無機磷系阻燃劑包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等。有機磷系阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和鱗鹽等。下述闡述一下幾種常用磷系阻燃劑的特點。

    無機磷系阻燃劑

    無機阻燃劑歷史悠久,主要是紅磷、聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨等磷酸鹽,受熱分解出磷酸、偏磷酸和H2O等,并促進成炭覆于基材的表面起到阻燃的效果。應用于pvc、尼龍環氧樹脂、聚酯和聚酰胺等,尤其是對后兩類更為普遍。作為一種老牌阻燃劑,其無鹵、低毒、穩定、效果持久等優勢,使其在無機阻燃劑中占有很重的地位。1963年,由德國拜耳公司推出紅磷阻燃劑以來,一直在研究塑料阻燃劑用紅磷的穩定方法。

    紅磷

    紅磷是一種性能優良的阻燃劑,具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果,紅磷在400℃受熱分解,,解聚形成白磷,白磷在水汽存在下被氧化成粘性的磷的含氧酸,這類酸即覆蓋于被阻燃材料表面,又促使材料表面加速脫水炭化,形成炭層。液膜和炭層可起到蓄熱、阻止氣體交換的作用,保護下層不再被繼續氧化,起到阻燃作用。但是在實際應用中易吸潮、氧化、并放出劇毒氣體,粉塵易爆炸,而其呈深紅色,在與樹脂混煉、模塑等加工操作過程中存在著火危險,且與樹脂相容性差,不宜分散均勻,導致基材物理性能下降。為了克服這些缺點,紅磷顆粒的表面改性處理成為重要研究課題之一。

    在我國,由于紅磷作為阻燃劑未廣泛使用,故國內研制開發較少。但鑒于它有著廣泛的市場前景,應引起注意和重視。由于微膠囊能保護物質免受環境影響,改變物質質量、狀態或表面性能,隔離活性成分,降低揮發性和毒性等多種作用,所以將該技術應用于無機阻燃劑,就可以防止無機阻燃劑遷移、提高阻燃效果、改善熱穩定性等。

    目前,微膠囊技術在無機阻燃劑中的工業化應用主要是微膠囊化紅磷,經包覆處理的紅磷具有低煙、低毒、無鹵、相容性好、物化性能優良等特點。李玉榮等研制出了一種無機和有機雙層包覆紅磷(即IO紅磷),作為礦井用阻燃抗靜電橡膠和像塑導風筒,以及礦用阻燃聚乙烯塑料棚網,均表現出良好的阻燃效果,同時,減少了鹵系阻燃劑和Sb2O3的用量,降低了阻燃制品燃燒時產生的有害氣體。目前商品化的品種有:ClariantWC公司的ExolitRP,Albright&Wilson公司的AMGARD和AMGARDCPC系列,AmgardCRP和AmgardGHT系列,日本的RINKA系列等。

    另外紅磷具有抑煙效果,可以尋找合適的消煙劑與之進行復配,火災中抑煙比防火更重要,促進發展消煙技術。

    聚磷酸銨

    聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無機磷阻燃劑,是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域。APP的P-N阻燃元素含量高、熱穩定性好,產品近乎于中性;另外價廉、毒性低、阻燃性能持久,可單獨或與其它阻燃劑復合用于塑料的阻燃。另外,聚磷酸是強脫水劑,可使聚合物脫水炭化形成炭層,隔絕聚合物與氧氣的接觸,在固相起阻止燃燒的作用。

    APP是聚烯烴、鋼結構保護涂層、膠粘水泥、密封料、PU泡沫、酚醛和用于復合材料、織物、紙張和木材的不飽和聚酯和環氧樹脂的良好的阻燃劑,要更高熱穩定性則需要用有機磷酸酯。

    聚磷酸銨雖然成本低廉,使用方便,阻燃效果好,但隨著應用領域的不斷開拓,也暴露了它的一些缺點,如在空氣中容易吸潮,手感發粘且對棉織物的強度影響較大,用于紙張會使紙張發黃變脆。

    通過聚磷酸銨的微膠囊化可以減輕以上一系列不良影響;提高聚磷酸銨阻燃整體效應的另一個途徑就是用偶聯劑,如用含硅化合物進行表面處理,使其成為具有流動性的細粉,增強與塑料的相容性和加工流動性,并提高其阻燃性。另一方面,提高聚磷酸銨的聚合度也可以增強它的阻燃整體效果。

    據報道,P含量為30.5%的APP與季戊四醇并用具有更高的阻燃性。同時AP與金屬氧化物(如二氧化錳)、無機填料(沸石)及其它阻燃劑均具有良好的協同效應。

    聚磷酸銨為白色粉末,分解溫度高于256℃。聚磷酸銨比有機阻燃劑價格低,毒性小,熱穩定性好,可單獨使用也可以與其它阻燃劑配合使用。而以長鏈聚磷酸銨為基礎的膨脹性阻燃體系則是當前無鹵阻燃聚烯烴研究的熱點,在聚烯烴加工改性中顯示出良好的發展情景。

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