三聚氰胺聚磷酸盐MPP用途.docx
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三聚氰胺聚磷酸盐MPP用途
三聚氰胺聚磷酸盐MPP用途
塑性塑料、聚烯烃、合成橡胶、工程树脂、防火涂料、纸张及防火板等多种材质的阻燃,由于其优越的阻燃效果,它可部分取代聚磷酸铵(APP),MPP可单独用于玻纤增强阻燃PA66/6、玻纤增强阻燃PP,也可以与季戊四醇一起应用于聚烯烃、玻璃纤维增强阻燃PA6/PA66、SMC的加工。
在防火涂料中既可做催化剂又可做发泡剂,性能略优于普通的聚磷酸铵。
2.在乙烯醋酸乙烯共聚物中应用如与环状脲甲醛(结焦剂)共用在聚烯烃中就能够展示出高度有效的膨胀效果。
3.在热塑性聚酯与季戊四醇磷酸酯合用是有效的阻燃剂。
4.适用于做聚苯乙烯的阻燃剂,代替多溴二苯醚。
5.适用于做橡胶(丁苯、丁腈、聚丙烯类弹性)的阻燃剂。
6.适用于做尼龙6/66、环氧树脂、硬聚氨脂泡沫的阻燃剂。
与多孔石墨一起做聚硅氧烷模塑料体的阻燃剂。
产品介绍:
[性状]:
白色粉末
[CAS号]:
218768-84-4
[用途]:
FR-NP是一种膨胀型阻燃剂,它既可单独用为阻燃剂,也可于其它阻燃剂复配使用;FR-NP特别适用于阻燃玻纤增强的PA66,并能满足大多数工程塑料的加工要求。
[特点]:
1、FR-NP无卤低毒,是一种环保型阻燃剂,符合欧洲绿色环保要求;
2、加工性好,无需特殊的螺杆组合及特殊规格的玻纤;
3、不同于一般含卤阻燃剂,对设备和模具无腐蚀性;
4、热稳定性好,分解温度≥350℃,特别适用于玻纤增加PA66的阻燃;
5、产品颜色白,可配成各种颜色;
6、电性能好,CTI>450V,非常适合用于电器/电气产品。
概述三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),它既可以单独作为阻燃剂使用,也可以作为辅助型阻燃添加剂,广泛用于各种热塑性塑料、聚烯烃、合成橡胶、工程树脂、防火涂料、纸张及防火板等多种材质的阻燃,由于其优越的阻燃效果,它与传统的卤素类阻燃剂相比,MPP具有良好的防火性能,阻燃产品燃烧时具有低烟密度、低毒性、低腐蚀性,符合环保的要求。
产品用途适用于加工温度低于300℃的塑料,如:
聚烯烃、电线电缆、环氧树脂、玻璃纤维增强尼龙、聚氨酯(PU)、不饱和树脂、防火涂料等。
又称难燃剂,耐火剂或防火剂:
赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂;依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
根据组成,添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、磷系阻燃剂(赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等)和氮系阻燃剂等。
反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。
此外,具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。
主要适用于有阻燃需求的塑料,延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。
使其点燃时间增长,点燃自熄,难以点燃。
概述
fireretardants;flameretardants
阻燃剂目前主要有有机和无机,卤素和非卤。
有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。
一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力,在塑料中,溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势,虽然在环保问题上“非议”多端但一直难以有其他阻燃剂体系取代。
在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂,具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点;红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用,制成复合型磷/镁;磷/铝;磷/石墨等非卤阻燃剂,可使用阻燃剂量大幅降低,从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。
但普通红磷在空气中易氧化、吸湿,容易引起粉尘爆炸,运输困难,与高分子材料相溶性差等缺陷,应用范围受到了限制。
为弥补这方面不足,以扩大红磷应用范围,我们采用了国外先进的微胶囊包覆工艺,使之成为微胶囊化红磷。
微胶囊化红磷除克服了红磷固有的弊端外,并具有高效,低烟,在加工中不产生有毒气体,其分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。
类型
阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要,预防火灾发生,保护人民生命财产而发展起来的一门科学。
阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用,它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂,广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。
经过阻燃剂加工后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃的作用。
根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类:
1、按所含阻燃元素分
按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。
卤系阻燃剂在热解过程中,分解出捕获传递燃烧自由基的X?
及HX,HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体,隔断可燃气体与空气的接触。
磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸,促使可燃物脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。
磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。
在氮系阻燃剂中,氮的化合物和可燃物作用,促进交链成炭,降低可燃物的分解温度,产生的不燃气体,起到稀释可燃气体的作用。
磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂主要是通过磷-卤、磷-氮协同效应作用达到阻燃目的,具有磷-卤、磷-氮的双重效应,阻燃效果比较好。
2、按组分的不同分
按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。
无机阻燃剂是目前使用最多的一类阻燃剂,它的主要组分是无机物,应用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。
有机阻燃剂的主要组分为有机物,主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。
还有一部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理,如六溴水散体、十溴-三氧化二锑阻燃体系,具有较好的耐洗涤的阻燃性能。
有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品,主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液,部分代替无机盐类阻燃剂。
在三大类阻燃剂中,无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点,广泛应用于各类领域,需求总量占阻燃剂需求总量一半以上,需求增长率有增长趋势。
3、按使用方法分
按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。
添加型阻燃剂主要是通过在可燃物中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。
反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团,从而提高材料的抗燃性,起到阻止材料被引燃和抑制火焰的传播的目的。
在阻燃剂类型中,添加型阻燃剂占主导地位,使用的范围比较广,约占阻燃剂的85%,反应型阻燃剂仅占15%。
4.各树脂适用的阻燃剂
材料可采用的阻燃剂
聚烯烃PP/PE:
氢氧化镁,氢氧化铝,TDCPP,聚磷酸铵,八溴醚,磷酸三苯酯,六溴环十二烷,MPP,硼酸锌,十溴二苯乙烷,包覆红磷,TBC
聚氨酯PU:
TCEP,TCPP,TDCPP,DMMP,聚磷酸铵,磷酸三苯酯,MPP,FB
不饱和树脂UPR:
TCPP、TDCPP、DMMP、HBCD、TBC、聚磷酸铵
尼龙PA6/PA66:
MCA,MPP,FB,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷
聚酯PBT/PET:
TDCPP,磷酸三苯酯,MPP,十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,包覆红磷
聚苯乙烯PS:
TCPP,TDCPP,HBCD,MCA,TBC,MPP,十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,硼酸锌
环氧树脂EP:
TCPP,TDCPP,IPPP,聚磷酸铵,十溴二苯醚,DMMP,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,
YS-DO601
聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS:
八溴醚,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,TBC
聚碳酸酯PC:
磷酸三苯酯,HBCD,MCA,聚磷酸铵
聚氯乙烯PVC:
TCEP,TCPP,TDCPP,IPPP,MCA,八溴醚,磷酸三苯酯,聚磷酸铵
酚醛树脂PF:
TCEP,TCPP,TDCPP,磷酸三苯酯,硼酸锌,聚磷酸铵
纸张Paper:
磷氮系阻燃剂
纺织品Textile:
磷氮系阻燃剂(耐久)
聚甲醛POM:
MCA
防火涂料Paint:
TCPP,MCA,聚磷酸铵,硼酸锌,MPP,PPO
聚四氟乙烯微粉
阻燃机理
阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。
多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
1、吸热作用
任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。
在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。
Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。
这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。
2、覆盖作用
在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。
如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。
碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
3、抑制链反应
根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。
阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。
此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
4、不燃气体窒息作用
阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。
同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。
5燃烧和阻燃的机理
燃烧和阻燃的机理
在3节及表3和表4中,我们论述了决定纺织品纤维固有燃烧行为的基本热参量。
为了了解现有纺织品阻燃剂如何起作用以及更重要的--如何研发未来的阻燃剂,关键是更为深入地探索成纤聚合物的燃烧机理。
5.1阻燃策略
图7所示为纺织品燃烧机理(作为一种反馈机理)的过程,在这种燃烧中,燃料(来自热降解或热解纤维)、热(来自引燃和燃烧)和氧(来自空气)均作为主要成分发挥作用。
为了中断这种机理,人们提出了5种方式(a)~(e)。
阻燃剂可在其中的一种或多种方式下发挥作用。
以下所列为各个阶段及相关的阻燃作用:
a)除热;
b)提高分解温度;
c)减少可燃挥发物的形成,增加炭量;
d)减少与氧的接触或稀释火焰;
e)干扰火焰化学反应和/或提高燃料点燃温度(Tc);
熔解和/或降解和/或脱水需吸收大量的热(例如,在背涂层中含无机和有机磷的制剂、氢氧化铝或水化氧化铝)。
通常不为阻燃剂所利用;而在固有耐火和耐热纤维(如芳族聚酰胺纤维)中较常见。
纤维素和羊毛中多数含磷、含氮的阻燃剂;在羊毛中的重金属络合物。
水合的及某些促炭阻燃剂可释放水;含卤素阻燃剂可释放卤化氢。
含卤素阻燃剂,经常与氧化锑结合。
从上述内容可以看出,某些类阻燃剂可以在多种方式下发挥作用,多数有效的例子都是如此。
此外,某些阻燃制剂可产生液相中间物,该中间物可湿润纤维表面,从而成为隔热和隔氧的屏障--广为接受的硼酸盐-硼酸混合物即可在这种方式下发挥作用。
此外,它还可促进成炭。
为了简化化学阻燃行为之不同方式的分类,可以使用术语'凝聚'相和'气或蒸汽'相活动来区分它们。
二者都是复合项,前者包括上述的(a~c)方式,后者包括(d)和(e)方式。
物理机理通常同时起作用,这些机理包括通过形成涂层来排除氧气和/或热量(方式d)、增加热容量(方式a)以及利用非易燃气体稀释或覆盖火焰(方式d)。
5.2热塑性
纤维是否可以变软和/或熔化(由表3中的物理转化温度所界定)决定着它是否具有热塑性。
热塑性因其相关的物理变化,可严重影响阻燃剂的行为。
传统的热塑性纤维(例如,聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一收缩即可离开点燃火焰,从而避免被点燃:
这使它们表面上显现出阻燃性。
事实上,如果收缩受阻,它们便会猛烈燃烧。
这种所谓的支架效应可在聚酯-棉以及类似的混纺织物上看到,即熔融聚合物熔化到非热塑性棉上并被点燃。
类似的效应也可在由热塑性和非热塑性成分组成的复合纺织品上看到。
随着上述效应而来的是熔滴(通常是有焰熔滴)问题,这种滴淌虽可移除焰锋的热并促使火焰熄灭(因而可以'通过'垂直火焰试验),但却能使位于其下的表面(如地毯或皮肤)发生燃烧或二次点燃。
多数在批量生产期间或作为整理剂施用于传统合成纤维上的阻燃剂通常都是通过增强熔融滴淌和/或促助有焰熔滴熄灭两种方式发挥作用的。
迄今为止,任何手段都不能降低热塑性并大量促进成炭,经阻燃处理的纤维素(包括粘胶纤维)的情况就是如此。
5.3阻燃机理和成炭
按(d)和/或(e)方式在气相起作用的阻燃剂都具有下述优点,即它们会减小引燃倾向并有助于纺织品成纤聚合物的火焰熄灭。
这是因为一旦热降解产生的挥发产物或燃料在火焰中与氧发生氧化反应,其化学性质就会变得非常类似。
因此,像断绝氧气((e)方式)或生成干扰自由基((f)方式)这两种方式无疑都能保证阻燃剂的效果。
根据成本和效益,锑-卤素阻燃剂是本体聚合物和背涂层纺织品领域内最成功阻燃剂。
与用于纤维素纤维的含磷和氮的纤维反应性耐久阻燃剂不同(见下文),它们通常只能借助树脂粘合剂用作背涂层剂。
就纺织品而言,多数锑-卤素体系都由三氧化二锑和含溴的有机分子(例如氧化十溴联苯(DBDPO)或六溴环十三烷(HBCD))组成。
一经加热,这些物质就会释放出HBr基和Br。
基。
这二者会根据下面的示意图干扰火焰的化学反应。
在示意图中:
R、CH2、H和OH基是火焰氧化链反应的一部分,该反应消耗燃料(RCH3)和氧:
市场现状
概述
随着中国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。
此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了中国阻燃、灭火剂生产较快的发展。
中国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂,目前的生产能力20万t/a左右,年生产量在15万-17万t之间,年消费量20万t左右。
不足部分主要从美国和以色列进口,进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。
我国目前有1000多家阻燃剂生产企业,中国阻燃剂生产主要为溴磷系列,其中溴系阻燃剂是最重要的系列,约占中国有机阻燃剂的30%。
国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少,但近年来发展势头较好,市场潜力较大。
阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。
环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构,加大高效环保型阻燃剂的开发。
阻燃剂生产现状与发展趋势
随着人们环保、安全、健康意识的日益增强,世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的重点,并已经取得了一定的成果。
阻燃剂按有效元素分类,可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。
本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类,分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。
一、阻燃剂发展的总体情况
早在19世纪初,人们已研制出了多种阻燃剂。
随着合成工业领域的不断拓宽及阻燃法规的不断完善,从六十年代开始,阻燃剂经历了一个蓬勃发展的阶段。
以美国为例,六十年代至今,其阻燃剂消耗量增加了三十倍左右。
日本的阻燃剂工业起步较晚,但发展较快,1980年和1982年阻燃剂消费量为6万吨和7.3万吨,到1996年达15.4万吨,15年间增长了两倍多。
西欧由于缺乏立法,限制了阻燃技术的发展,1988年以前的阻燃剂市场一直处于停滞不前的状态。
目前英、德等国已立法,西欧各国阻燃剂消费量迅速上涨。
相比之下,我国阻燃剂开发较晚,起步于五十年代,六、七十年代基本上处于停滞状态,只研制了四溴乙烷三磷酸酯等少量产品。
进入八十年代才开始飞速发展,85年产量为5KT,现在阻燃剂的总产量在10万吨左右。
到目前为止,我国从事阻燃剂研制的单位已达50余家,研制的阻燃剂品种120余种。
但在开发新产品方面有待于进一步提高,而且阻燃剂产品暂时还没形成竞争的商业市场,这在某种程度上束缚了阻燃剂的发展。
但这种情况正在得到改善,不仅是公安部而且各类高校和科研所近几年来都投入了很大的力量进行阻燃剂方面的开发。
目前我国已能生产无机系、磷系、溴系和氯系四大类阻燃剂。
二、各类阻燃剂的现状研究
(一)卤素阻燃剂。
卤素阻燃剂在受热时分解产生卤化氢HX,HX通过两种机理起阻燃作用,即自由基机理:
消耗高分子降解产生的自由基HO,使其浓度降低,从而延缓或中断燃烧的链反应;表面覆盖机理:
卤化氢是一种难燃的气体,密度比空气大,可以在高分子材料表面形成屏障,使可燃性气体浓度下降,从而减慢燃烧速度甚至使火焰熄灭。
通常卤素阻燃剂主要是溴系和氯系两大类。
溴系阻燃剂因其用量少、热稳定性好和阻燃效率高而成为目前世界上产量最大的阻燃剂之一,而氯系虽与溴系同属卤系,但其阻燃效率比溴系差。
近20年来氯系阻燃剂已逐渐被溴系阻燃剂所代。
尽管卤素阻燃剂仍是最重要的产品之一,相关产品研究仍在进行,但由于它在燃烧时释放出有毒烟雾,造成二次危害,使人们去研究新型阻燃剂——无卤阻燃剂[1]。
(二)无机阻燃剂。
无机阻燃剂主要指一些金属的氢氧化物和氧化物的水合物,这些化合物受热分解吸收大量热,使聚合物表面温度降低,同时分解产生水蒸汽有蓄热和释放高分子表面气体浓度的作用。
在非卤素阻燃剂中,无机阻燃剂是重要组成部分,它占阻燃剂市场上的很大份额,日本1998年市场需求量为74850吨,占全部阻燃剂需求量的43%。
目前,国内对无机阻燃剂的开发和应用较为广泛,已研制了包括水合氧化铝系、硼系、钼系、无机磷系及锌、镁与过渡金属氧化物等约19个品种,美国Alcan化学品公司开发的BAX1091FM系列和超细硼酸锌HcmetandZ系列在提高阻燃性和消烟性的同时也改善产品的加工性能和机械性能。
值得一提的是,我国锑矿资源丰富且科研实力雄厚,这就为我国锑系阻燃剂的开发提供了广阔的前景。
(三)磷系阻燃剂。
含磷化合物存在许多氧化态,它们的受热分解产物具有强烈的脱水作用,使所覆盖的聚合物表面炭化,形成炭膜,起到阻燃作用。
磷系阻燃剂还有增塑功能,它可使阻燃剂实现无卤化。
一般磷系包括无机磷系和有机磷系。
无机磷系阻燃剂包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵;有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和膦盐等系列。
(四)膨胀型阻燃剂(IFR)。
IFR是一种新型的阻燃体系,以磷和氮为有效阻燃组分不含卤素,也不必采用氧化锑为协效剂.含有这种阻燃剂的高聚物受热时,表面能生成一层均匀的炭质泡沫层,此层能隔热、隔氧、抑烟等,并能防止熔滴,因而具有良好的阻燃性能。
IFR体系一般是由酸源、碳源及气源组成。
通常有混合型和单体型(三源同存于单一分子内)两种。
从总体上来看,IFR体系还处于开发阶段,现有IFR体系普遍存在着添加量大,吸湿严的缺点,还有待于进一步完善。
为此人们做了大量的工作,有效地弥补了IFR使高分子材料使用性能下降的不足,所以有很大的发展前景。
三、新型阻燃剂的开发应用
(一)合金型阻燃剂的研究。
所谓合金型阻燃剂就是一种以红磷为基础配以多种改性助剂及材料、以分子链及靠界面融接而结合为一个分子集团,再以表面活性剂单分子层外包裹的微胶囊化产品。
合金型阻燃剂主要是根据冶金上合金处理思想,经过技术处理,引入极性基团,将各种原料结合力较弱的松散分子键进一步松散化,使各种化合物相互穿插、结合、缠绕,成为一个集团分子。
然后进一步粉碎到要求的粒度,最后再将表面活性剂包裹于集团粒子表面微胶囊化,提高与塑料的相容性,这种合金型阻燃剂初步应用于回收聚乙烯、聚丙烯和双拉聚丙烯打包带等阻燃剂制品上获得较好的效果。
(二)纸用阻燃剂的研究。
一般的纸张多是易燃品,在现实生活中有相当数量的火灾是由纸和包装材料引起的,为了消除火灾隐患,许多国家制定了各类防火安全法规,对纸和纸张阻燃性能的要求都在与日俱增。
阻燃剂一般有两类:
一是以石棉、矿棉、玻璃纤维等无机纤维为主要成分生产的纸,另一类就是在纸浆中添加各类阻燃剂或经浸渍涂布制成具有阻燃效果的纸产品,目前后一类纸产品的发展较快。
现在用于纸阻燃的主要是磷系阻燃剂、卤系阻燃剂、水合氧化铝阻燃剂、硼砂物阻燃剂。
磷系阻燃剂用于纸阻燃的品种比较多,最早用于造纸工业的含磷阻燃剂是磷酸氢二铵,而目前应用普遍的是尽几年来发展起来的一种重要的高效阻燃剂聚磷酸铵(APP)。
在许多磷系阻燃剂中同时含氮元素,含氮的化合物受热后会释放出氮、二氧化氮、氨等气体隔断氧的供应,实现阻燃增效和协同效应的目的。
四、新型阻燃剂的发展趋势
(一)发展高效型阻燃剂。
现用的常规阻燃剂,阻燃效率低,用量大,从而恶化了高聚物基材愿有的优异性能,增加高聚物燃烧或热解时生成的烟量及有毒气体量,增加材料的价格,并造成阻燃高聚物加工及回收方面的困难,因此寻求高效的阻燃剂系统是人们长期的目标。
据专家们预测,具有下述特征之一的阻燃系统有可能成为具有发展前景的未来高效阻燃剂:
能抑制凝聚相的氧化反应;具有催化阻燃作用;能发挥高效的气相阻燃作用;能生成有效的含炭层或其它阻燃元素的防护层。
下面将简单介绍四类系统。
第一类是催化阻燃系统:
主要指那些在一定条件下能脱水生成强酸的化合物,它们可促进高聚物成炭从而使物质的燃烧热降低,材料的阻燃性大为改善,而燃烧产物只是无毒的水蒸气。
第二类芳香族磺酸盐(酯),这类对聚碳酸酯(PC)极其有效,并且用量极少。
第三类凝聚相中添加自由基抑制剂,凝聚相中的表面氧化对于聚合物的高温降解具有十分重要的作用。
但大多数抗氧剂和自由基清扫剂在高聚物氧化裂解温度下对阻燃不很有效,必须设计耐高温的抗氧系统。
第四类是高效气相阻燃剂。
有人认为:
有些在气相中释放出HCl和HBr的阻燃系统,可能基本上只是发挥物理作用,但对反应的燃烧肯定存在一些更有效的燃烧抑制剂,如羰基铁、四乙基铝、二氯二氧铬等,它们的阻燃效率至少比目前常用的SbCl3高出一个数量级。
实验表明:
比现有阻燃系统效率高出一、二个百分点的气相阻燃剂是可以找到的。
(二)发展无卤化趋势。
卤素阻燃剂因其用量少、阻燃效率高且适应性广,已发展成为阻燃剂市场的主流产品,但它的发烟量大且释放出来的HX气体具有高腐蚀往往发生二次灾害,可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及人体呼吸道和其他器官的危害。
近几年来美国、英国、挪威、澳大利亚等已制定或颁布法令对其某些制品进行燃烧毒性实验或限制某些制品的使用、对释放的酸性气体进行规定、取代卤素阻燃剂。
发展无卤阻燃剂已成为世界阻燃领域的趋势,美国Alcoa公司、Alcan化学公司、Lonza公司和Salenr公司不断推出新品种,如Zerogen、Halfree、Hydrass、Magnifin系列等,国内山东铝厂、江苏海水研究所、大连理工大学等对此也进行了研究开发,已研究出阻燃性能好、
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