在金屬水合物阻燃劑的長(cháng)期研究中，人們發(fā)現適合作為無(wú)鹵阻燃劑的金屬水合物以Al(OH)3和Mg(OH)2為主。

這是因為金屬水合物阻燃劑Al(OH)3和Mg(OH)2具有填充劑、阻燃劑、發(fā)煙抑制劑三重功能。當金屬水合物阻燃劑受熱分解時(shí)釋放出結晶水，吸收大量的熱量，產(chǎn)生的水蒸氣降低了可燃性氣體的濃度，并使材料與空氣隔絕；同時(shí)生成的耐熱金屬氧化物Al2O3和MgO還會(huì )催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應，在聚合物表面形成一層炭化膜，減弱材料燃燒時(shí)的傳熱、傳質(zhì)效應，從而不僅起到阻止燃燒的作用，還起到了消煙的作用。

Al(OH)3分解溫度范圍為235~350℃，吸熱量為968J/g。由于其分解溫度較低，因此，作為阻燃劑通常只適用于加工溫度較低的高分子材料。與Al(OH)3相比，Mg(OH)2具有更好的熱穩定性，更強的促進(jìn)基材成炭和提高氧指數的能力；分解溫度高達340~490℃，能滿(mǎn)足許多塑料樹(shù)脂的混煉和加工成型，并可使添加Mg(OH)2的高分子材料能承受更高的加工溫度，利于加快擠塑速率，縮短模塑時(shí)間；

同時(shí)在制備過(guò)程中無(wú)有害物質(zhì)排放，因此，可在許多場(chǎng)合替代Al(OH)3。Al(OH)3和Mg(OH)2都屬于無(wú)機填充型阻燃劑。一般需要高填充量(50%以上)才能達到較好的阻燃效果。另外，與高聚物相容性也差，不易在高分子材料中分散，這些往往都會(huì )較大程度惡化高分子基體的加工性能和制品的物理機械性能。

水合物指的是含有水的化合物，其范圍相當廣泛。其中水可以以配位鍵與其他部分相連，如水合金屬離子，也可以是以共價(jià)鍵相結合，如水合三氯乙醛。也可以指是天然氣中某些組分與水分在一定溫度、壓力條件下形成的白色晶體，外觀(guān)類(lèi)似致密的冰雪，密度為0.88~0.90 g/cm3。研究表明，水合物是一種籠形晶體包絡(luò )物，水分子借氫鍵結合形成籠形結晶，氣體分子被包圍在晶格之中。

低分子的氣體的水合物為體心立方晶格，較大的氣體分子則是類(lèi)似于金剛石的晶體結構。



阻燃劑TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯產(chǎn)品工藝

工業(yè)制法有三種:三氯氧磷與氯乙醇反應;三氯化磷與氯乙醇反應再氧化;三氯氧磷與環(huán)氧乙烷反應(工業(yè)常用方法)。

1、三氯氧磷和環(huán)氧乙烷以偏釩酸鈉為催化劑,在50℃反應,反應物經(jīng)中和、水洗、真空脫水脫低沸物,即得成品。也可用氯乙醇做原料,與三氯氧磷或三氯化磷反應來(lái)制造磷酸三(2-氯乙基)酯。

2、將326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏釩酸鈉投入反應釜中。充氮驅盡反應釜中的空氣,在真空下通入650 kg環(huán)氧乙烷,于45～50 ℃下攪拌2～3h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性,水洗,真空脫水。得成品。

3.將三氯氧磷和偏磷酸鈉投入反應釜中。充氮驅盡空氣,在真空下通入環(huán)氧乙烷,于45～50℃下攪拌2～3h。蒸出過(guò)量的環(huán)氧乙烷后加堿中和至中性,水洗,真空脫水得成品。

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%.


化合物從其組成離子的水溶液中結晶出來(lái)時(shí), 所得到的晶體往往是水合物(hydrate)。所以水合物并不是簡(jiǎn)單的與水混合，水合物也是純凈物。

水合物化學(xué)式具有確定數目的水分子, 其結構大體可分為4類(lèi):

(1)全部H2O分子配位于金屬陽(yáng)離子。例如, 六水合物Co(ClO4)2·6H2O中的6個(gè)H2O分子全部配位于Co2+離子, 可將其寫(xiě)成[Co(H2O)6](ClO4)2。

(2)部分H2O分子配位于金屬陽(yáng)離子，部分H2O分子鍵合于酸根陰離子。例如CuSO4·5H2O中的H2O分子。

(3)H2O分子進(jìn)入固體晶格的確定位置,不與特定的陽(yáng)離子或陰離子鍵合。這種化合物中的水分子叫晶格水，例如BaCl2·2H2O中的水分子。

(4)一部分H2O分子與陽(yáng)離子配位,另一部分則是晶格水。明礬KAl(SO4)2·12H2O似乎具有這種結構。

最后還應該提到水合包合物。它們應該歸入水合物, 但卻不是從其組成離子的水溶液中結晶出來(lái)的化合物。它們是H2O分子彼此間通過(guò)氫鍵形成籠, 將外來(lái)的電中性分子或離子包于籠內而得到的一類(lèi)水合物。例如Cl2(H2O)7.25 和“可燃冰”。

水合物中的水是以確定的量存在的,例如無(wú)水硫酸銅CuSO4的水合物的組成為CuSO4·5H2O。水合物中的水有幾種不同的結合方式：一種是作為配體，配位在金屬離子上，稱(chēng)為配位結晶水；另一種則結合在陰離子上，稱(chēng)為陰離子結晶水。例如,CuSO4·5H2O加熱到113℃時(shí),只失去四分子水。只有加熱到258℃以上，才能脫去最后一分子水。由此可見(jiàn)，4個(gè)水分子是作為配體配位在銅離子上的，即【Cu(H2O)4】2+；另一個(gè)水分子則結合在硫酸根上。一般認為，一個(gè)水分子通過(guò)氫鍵與SO4中的氧原子相連接的。

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