磷-氮膨胀型阻燃剂
磷-氮膨胀型阻燃剂是以磷-氮为主要成分的阻燃剂。磷-氮膨胀型阻燃剂主要由炭源(成炭剂)、酸源(脱水剂)和气源(发泡剂)三部分组成。
炭源是能生成膨胀多孔炭层的物质,一般是含碳丰富的多官能团(如-OH)成炭剂,如季戊四醇及其二缩醇、淀粉等,其有效性与活性羟基的数量有关,应在低于自身或塑料基体分解的温度下先与炭化催化剂反应。
酸源一般是在加热条件下释放无机酸的化合物,对无机酸的要求是沸点高和氧化性不太强,它必须能使含碳多元醇脱水,但在火灾发生之前不宜发生脱水反应,所以常用的酸源都是盐或酯。
气源是受热放出惰性气体的化合物,一般是铵类和酰胺类物质,如尿素、蜜胺、三聚氰胺等,须在适宜的温度下分解,并产生大量气体。由于磷-氮间存在协同作用,阻燃机理具有多重性,显示良好的阻燃性能,其发烟量小,有毒气体的生成量很小,被认为是今后阻燃剂的重要发展方向之一。
单质磷有几种同素异形体。其中,白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82克/立方厘米。熔点44.1℃,沸点280℃,着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水,易溶解于二硫化碳溶剂中.在高压下加热会变为黑磷,其密度2.70克/立方厘米,略显金属性。电离能为10.486电子伏特。一般不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在250℃隔绝空气加热数小时或暴露于光照下可转化为红磷。红磷是红棕色粉末,无毒,密度2.34克/立方厘米,熔点59℃(在43atm下,熔点是590℃,升华温度416℃),沸点200℃,着火点240℃。不溶于水。在自然界中,磷以磷酸盐的形式存在,是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中,磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。
纯白磷是无色而透明的晶体,遇光逐渐变黄,因而又叫黄磷。黄磷剧毒,误食0.1g就能致死。皮肤若经常接触到单质磷也会引起吸收中毒。白磷不溶于水,易溶于CS2中。经测定,不论在溶液中或在蒸汽状态,磷的分子质量都相当于分子式P4。磷蒸汽热至1073K,P4开始分解为P2。P2分子结构和N2相同。
白磷晶体是由P4分子组成的分子晶体,P4分子呈四面体构型,分子中P—P键长是221pm,键角∠PPP是60°。理论上研究认为,P—P键是98%3p轨道形成的键(3s和3d仅占很少成分),纯p轨道间的夹角应为90°,而实际仅有60°,因此P4分子中P—P键是受了很大应力而弯曲的键。其键能比正常无应力时的P—P键要弱,易于断裂,使白磷在常温下就有很高的化学活性。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯产品物理信息
外观:纯净的阻燃剂TCEP为无色或淡黄色油状透明液体,具有淡奶油味。
折光率(n20D)1.4731
沸点194℃,闪点225℃
凝固点-64℃
分解温度240-280℃
粘度38-47厘泊(20℃)
磷含量10.8%
氯含量37.3%,与一般有机溶剂(如醇、酮、芳烃、氯仿等)相溶,不溶于脂肪族烃,几乎不溶于水、且水解稳定性良好,在碱性溶液中有少量分解,本品无明显腐蚀性。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃剂TCEP具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。
2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。
3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.
白磷在潮湿的空气中发生缓慢氧化,部分的反应能量以光能的形式放出,故在暗处可看到白磷发光。当缓慢氧化积累的能量达到燃点(313K)时便发生自燃,因此白磷通常要储存在水中以隔绝空气。
白磷和氧化剂反应猛烈,它在氯气中可自燃;遇液氯或溴会发生爆炸,与冷浓硝酸反应激烈生成磷酸;在热的浓碱液中发生歧化反应生成磷化氢(主要是PH3,还有P2H4)和次磷酸盐。
在室温下不与空气,碱,水反应,加热到3273K时,只有0.1%分解,因此,N2是化学特性物质,
氮的最重要的矿物是硝酸盐。氮有两种天然同位素:氮14和氮15,其中氮14的丰度为99.625%。
氮气为无色、无味的气体。氮通常的单质形态是氮气。它无色无味无臭,是很不易有化学反应呈化学惰性的气体,而且它不支持燃烧。
N原子同电负性较高的非金属形成化合物时,形成如下几种共价键:
⑴N原子采取sp3杂化态,形成三个共价键,保留一对孤电子对,分子构型为三角锥型,例如NH?、NF?、NCl?等。
若形成四个共价单键,则分子构型为正四面体型,例如NH?+离子。
⑵N原子采取sp2杂化态,形成2个共价双键和1个单键,并保留有一对孤电子对,分子构型为角形,例如Cl—N=O。(N原子与Cl 原子形成一个σ 键和一个π键,N原子上的一对孤电子对使分子成为角形。)
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