膨胀型阻燃剂阻燃机理
本文介绍膨胀型阻燃剂阻燃机理。膨胀型阻燃剂阻燃机理可分为凝聚相阻燃和气相阻燃。
膨胀型阻燃剂阻燃机理(1)凝聚相阻燃;这是IFR的主要阻燃作用,其机理为:在较低的温度下(150℃左右,具体温度取决于酸源和其它组分的性质),由酸源释放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸,在温度高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇发生酯化反应,催化剂为体系中的胺,其加速酯化反应。
此时,体系在酯化前或酯化过程中熔化。且体系中生成的水蒸气和由气源产生的不燃性气体如:NO和NH3(吸热,降低材料表面的温度,并且隔绝氧的进入),使熔融状态的体系膨胀发泡。同时多元醇和酯脱水成炭,体系进一步发泡,反应接近完成时,体系胶化和固化,形成多孔泡沫炭层。为了发泡,各步反应必须几乎同时发生,但又必须按严格的顺序进行。
膨胀型阻燃剂阻燃机理(2)气相阻燃;磷-氮-碳体系的胺类化合物受热可分解产生氨气、水蒸气、氮氧化合物,前两种气体可稀释火焰区的氧浓度,后者可使燃烧赖以进行的自由基淬灭而使链反应终止。同时自由基也可能与组成泡沫体的微粒碰撞,相互反应生成稳定的分子,致使链反应中断。
磷氮型阻燃剂的阻燃机理则是阻燃剂在受热时,成炭剂在脱水剂作用下脱水成炭,炭化物在膨胀剂分解的气体作用下形成蓬松发孔封闭结构的炭层。该炭层为无定形炭结构,其实质是碳的微晶,一旦形成,其本身不燃,并可阻止塑料与热源间的热传导,降低塑料的热解温度。
另外,多孔炭层可以同时阻止热解产生的气体扩散以及外部氧气扩散到未裂解塑料表面,使燃烧的塑料得不到足够的氧气和热能而自熄,是典型的凝聚相阻燃机理。炭层形成的历程是:1.在较低的温度下酸源释放出无机酸。
2.在稍高与释放酸的温度下,发生酯化反应,体系中的胺可以作为酯化反应的催化剂。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯
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。
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。3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。
产品基本要素外观:无色或淡黄色油状透明液体Cas No:115-96-8月产量:100 吨包装方式:净重250KG/镀锌铁桶.
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%.
3.体系在酯化前和酯化过程中熔化。
4.反应产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使熔融体系发泡,与此同时,多元醇磷酸酯脱水炭化,形成无机物及炭残留物,且体系进一步膨胀发泡。
5.体系胶化和固化,形成多孔泡沫炭层。
膨胀型阻燃剂(IFR)是一种环保的绿色阻燃剂,不含卤素,也不采用氧化锑为协同剂,其体系自身具有协同作用。含膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效,具有优良的阻燃性能,且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生,符合未来阻燃剂的研究开发方向,已经成为国内外最为活跃的阻燃剂研究领域之一。
膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑作为协效剂,该类阻燃剂在受热时发泡膨胀,故称为膨胀型阻燃剂,它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。
20世纪90年代后,膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃,它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一,其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。
IFR的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层,它是一个多相系统,含有固体和液体和气态产物。炭层阻燃性质主要体现在:使热难于穿透凝聚相,阻止氧气进入燃烧区域,阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。
焦碳层形成过程为:在150℃左右,酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸;在稍高的温度下,酸与碳源进行酯化反应,而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂,加速反应;体系在酯化反应前和酯化过程中熔融,反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,与此同时,多元醇和酯脱水碳化,形成无机物及碳残余物,体系进一步发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层。
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