高聚物材料阻燃劑
原則上,能夠阻止高聚物材料燃燒的物質(zhì)都可選作高聚物材料阻燃劑。但實(shí)際上,除阻燃性外,高聚物材料阻燃劑還必須具備一些條件。
1)熱分解溫度要高于高聚物的加工溫度(大約高出60℃左右)。
2)相溶性好。能夠與高聚物均勻混合,不析出。
3)對其施加對象的其他性能無(wú)嚴重不良影響。如機械性能、加工性能、熔融指數及各項強度等。
4)生產(chǎn)成本低、無(wú)毒,燃燒時(shí)不釋放有毒和腐蝕性氣體。
實(shí)際上,任何單一物質(zhì)均難以滿(mǎn)足上述各種條件,好的阻燃劑往往由兩種以上物質(zhì)協(xié)同使用,從而要求人們不僅僅是尋找有效的阻燃劑,還要研究其最佳配方。
按化學(xué)組成的不同,高聚物材料阻燃劑大致可以分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、無(wú)機阻燃劑三大類(lèi)。
(一)鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑品種最多,應用面也最廣。鹵系中的氟化物由于價(jià)格高、阻燃效力差,非特殊情況一般極少作阻燃劑使用。碘化物雖然阻燃效力好,但由于不穩定、易分解,而且價(jià)格高,因而也很少使用。唯有氯、溴才是作為鹵系阻燃劑中最重要、最普遍的元素。
實(shí)驗表明,鹵系阻燃劑在單獨使用時(shí),往往很難達到理想的阻燃效果,除非增加阻燃劑的用量??墒亲枞紕┯昧考哟?,又給高聚物的機械性能、加工性能帶來(lái)不良影響。
為解決這一矛盾,人們嘗試添加一些其他物質(zhì)同鹵系阻燃劑混合使用,就可以較少用量獲得較好的阻燃效果——這就是協(xié)同效應,常用的增效劑有Sb、N、P等化合物、最常見(jiàn)的增效劑是Sb2O3。在表一中同時(shí)列出了一些增效劑。
阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯產(chǎn)品信息
中文名稱(chēng):阻燃劑TCEP,磷酸三(2-氯乙基)酯,三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)
英文名稱(chēng):Tris(2-chloroethyl) phosphate
中文別名:三氯乙基磷酸酯阻燃增塑劑;;磷酸三(β-氯乙酯);2-氯乙基磷酸雙(2-氯乙基)酯;三(β-氯乙基)磷酸酯;磷酸三(2-氯乙基)酯;TCEP;磷酸三氯乙酯
CAS RN:115-96-8
EINECS號:204-118-5
分 子 式:C6H12Cl3O4P
分 子 量:285.4898
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(xiàn)性,其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)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(shù)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(shí)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(shù)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(chēng)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(lèi)阻燃劑和增塑劑。分子中同時(shí)含磷和氯,阻燃效果顯著(zhù),不易揮發(fā)及水解,對紫外線(xiàn)穩定性好。適用于酚醛樹(shù)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%.
(二)磷系阻燃劑
磷系阻燃劑的特點(diǎn)是阻燃效力高,但由于它對高聚物的機械加工性能影響較大,因而不如鹵系阻燃劑使用廣泛。磷系阻燃劑包括無(wú)機磷阻燃劑和有機磷阻燃劑兩大類(lèi)。
1.無(wú)機磷阻燃劑:最常用的是紅磷和聚磷酸銨。聚磷酸銨單獨使用或與鹵代物并用時(shí),阻燃效果不大,當同其他磷化物或氯化物并用時(shí),阻燃效能明顯提高。
在燃燒時(shí),會(huì )發(fā)生以下變化:磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸,聚偏磷酸玻璃體覆蓋于燃燒體表面,隔絕空氣。對于含氧的高聚物,聚偏磷酸還具有脫水作用,使高聚物脫水分解,生成致密的炭化層,使燃燒終止。
2.有機磷阻燃劑:這類(lèi)阻燃劑主要包括磷酸酯、亞磷酸酯、磷化合物及鹵化磷等。這些化合物大多同氮、溴化合物并用以提高阻燃效果。如聚丙烯中添加4.5%氯化石蠟,4.5%亞磷酸乙烯酯,可通過(guò)ASTM—D635—56T燃燒試驗,如果不加氯化石蠟,即使加入15%亞磷酸乙烯酯,也達不到以上的阻燃效果。
磷化合物的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是防熔滴、發(fā)煙少,其中效果最佳的是鹵化磷,若與聚磷酸銨并用,效果更好。
(三)其它無(wú)機阻燃劑
有機阻燃劑大多都有毒性、腐蝕性、發(fā)煙性等缺點(diǎn),而且價(jià)格較貴;無(wú)機阻燃劑恰恰可以彌補這些缺陷。一般無(wú)機阻燃劑往往兼有阻燃、消煙兩種功能。
因此近年來(lái)無(wú)機阻燃劑得到了迅速發(fā)展。除了前面提到的Sb、P無(wú)機物外,還有含AL、Mg、B、Mo、Zn等的無(wú)機物。這些無(wú)機物阻燃劑大多是吸熱失水,水蒸汽起冷卻和稀釋可燃氣體的作用,從而抑制燃燒的進(jìn)行。
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