无卤膨胀阻燃剂
本文介绍无卤膨胀阻燃剂。聚磷酸铵(APP)含磷量大、含氮量高、热稳定性好、吸湿性小、分散性好、毒性低、抑烟,可以作为聚丙烯(PP)的无卤膨胀阻燃剂。
无卤膨胀阻燃剂的阻燃机理是受热脱水后生成强脱水剂聚磷酸,促使有机物表面脱水生成磷化物,加之生成的非挥发性磷氧化物及聚磷酸覆盖基材表面,从而隔绝空气,达到阻燃的目的。
徐建华等将纳米双羟基复合金属氧化物(LDH)与APP以一定比例复配,用于尼龙6/聚丙烯(PA6/PP)共混体系产生良好的协同阻燃效果。
实验表明LDH参与了共混阻燃体系的热分解反应,催化了PA6/PP/APP体系的交联、成炭;协同阻燃体系的残炭形态致密、光滑、残炭微孔呈闭合状态,协同阻燃作用的机理与LDH和APP热降解过程中产物间的化学与物理作用有关。
其扫描电镜(SEM)图表明未添加PA6时,体系表面炭层不致密,且封闭性较差;添加适量PA6时,体系燃烧时不但可较快地形成膨胀炭层,而且膨胀炭层连续性和封闭性都较好。
有机磷指含有碳-磷键的有机化合物,有机磷化学即是研究有机磷化合物性质和反应的有机化学分支。磷元素与氮同族,具有类似的价电子层结构,因此有机磷化合物的性质与有机含氮化合物有些相似。
但除了3s和3p轨道外,磷还可以用3d轨道成键,因此也存在很多特殊高价的有机磷化合物,它们都不存在对应的氮化合物。磷的电负性也小于氮,碱性较弱,因此形成化合物的性质也存在很多差别。
磷是生命必需元素之一,与生命体密切相关,例如普遍存在于生物体中的核酸便含有大量的磷酸酯基团。由于磷-氧键键能较高,因此核苷酸类的三磷酸腺苷(ATP)被称为“能量分子”,用于储存和传递化学能。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯产品工艺
工业制法有三种:三氯氧磷与氯乙醇反应;三氯化磷与氯乙醇反应再氧化;三氯氧磷与环氧乙烷反应(工业常用方法)。
1、三氯氧磷和环氧乙烷以偏钒酸钠为催化剂,在50℃反应,反应物经中和、水洗、真空脱水脱低沸物,即得成品。也可用氯乙醇做原料,与三氯氧磷或三氯化磷反应来制造磷酸三(2-氯乙基)酯。
2、将326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏钒酸钠投入反应釜中。充氮驱尽反应釜中的空气,在真空下通入650 kg环氧乙烷,于45~50 ℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水。得成品。
3.将三氯氧磷和偏磷酸钠投入反应釜中。充氮驱尽空气,在真空下通入环氧乙烷,于45~50℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水得成品。
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%.
无卤,涉及电子产品中卤元素含量的规定,电子产品中卤族元素含量符合相关规定的电子产品称为无卤产品(各国和各个地区规定的标准含量略有不同)。
对于无卤化的要求,不同的产品有不同的限量标准:
如无卤化电线电缆其中卤素指标为:
所有卤素的值≦50PPM(根据法规PREN14582);燃烧后产生卤化氢气体的含量<100PPM(根据法规EN5067-2-1);燃烧后产生的卤化氢气体溶于水后的PH值≧4.3(弱酸性)(根据法规EN-50267-2-2);产品在密闭容器中燃烧后透过一束光线其透光率≧60%(根据法规EN-50268-2)。
无卤定义,根据法规IEC61249-2-21的要求:溴、氯含量分别小于900ppm,且溴与氯的含量总和小于1500ppm,为无卤。
卤素是第ⅦA族非金属元素,包括了氟(Fluorine)、氯(Chlorine)、溴[3](Bromine)、碘(Iodine)和砹(Astatine)五种元素,合称卤素。其中砹(Astatine)为放射性元素,人们通常所指的卤素是氟、氯、溴、碘四种元素。
卤素化合物经常作为一种阻燃剂:PBB,PBDE,TBBP-A,PCB,六溴十二烷,三溴苯酚,短链氯化石蜡等,应用于电子零组件与材料、产品外壳、塑胶等。此种阻燃剂无法回收使用,而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质,威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。因此在对卤素含量的限制上,各国都在采用相应的方法进行努力,这就是无卤化。
通常采用氧弹燃烧-英蓝技术离子色谱法进行检测。在封闭的氧弹燃烧仓内,待测的物质被充分燃烧,并被吸收液吸收,集成英蓝技术的离子色谱对样品进行自动前处理(如英蓝超滤)之后,进入到具有季铵盐型分离柱中,根据电负性的不同,各种卤族离子被分离出来并依次定量。
文章版权:张家港雅瑞化工有限公司
http://www.zjgyrchemical.com
