有机氮系阻燃剂
有机氮系阻燃剂阻燃效率高,具有无卤、低毒,不产生腐蚀性气体,挥发性小,价格低廉,抗紫外线照射能力强,有机氮系阻燃剂与高分子材料中的光稳定剂不发生冲突,与高分子材料的相容性好,阻燃复合材料的分解温度高,且对环境友好,废弃物不会造成二次污染。
有机氮系阻燃剂品种有:三聚氰胺三聚氰酸盐(MCA)、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸醋(TBC)、季戊四醇双磷酸酯二聚氰胺盐(MPP)。另外,三聚氰胺、三聚氰酸、硫脲、磷酸胺、磷酸-氢胺、磷酸二氢胺等都可单独或复合用作阻燃剂。
三聚氰胺氰尿酸盐是由三聚氰胺和氰尿酸合成的盐,属于氮系列阻燃剂,具有粉末状和颗粒状两种形式。当用该产品阻燃的聚酰胺泡沫燃烧时,形成的碳泡沫层对聚合物起保护作用,绝热隔氧。添加了该产品,聚合物的烟密度和毒性气体可以大幅度减少,同时不产生刺激性卤化氢气体。
三聚氰胺氰尿酸盐是一种含氮的无卤环保型阻燃剂,能使阻燃材料达到 UL94 V-0 ,特别适合于不加填料的尼龙 6 66 。该产品具有使用经济、高效、优异的电性能和机械性能、不变色、低烟、低腐蚀性。
同时它低毒,对使用者安全,与环境相容性好,良好的热稳定性,非常适宜材料的加工。 MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺-三聚氰酸盐,是一种靠氢键结合的加合物。它是一种优良的阻燃剂,常用于尼龙6阻燃工程塑料,且制得材料的CTI值高。
四川大学以接枝羟甲基丙烯酰胺为增容剂,以MCA为阻燃剂,制备了阻燃型尼龙6/PP/硅灰石复合材料,当MCA质量分数为10%时,材料的氧指数为31%,力学性能良好。
研制出改进阻燃性和力学性能的尼龙混合料,它由尼龙6、MCA、硬脂酸、癸二酸和己二胺等组成,其所制得的制品阻燃性达到UL94V-0级,Izod冲击强度为6kJ/m2,挠曲强度为3700MPa。添加量为18%~25%,阻燃性达到UL94V-0级.MCA不能单独用于阻燃增强工程塑料,使用时要和其他阻燃剂共用。
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%.
MCA不仅和磷系阻燃剂有很好的协同作用,和酚类化合物复合使用,也能取得很好的阻燃效果。该产品阻燃效果好,用量少、无毒、发烟量少、与尼龙树脂相溶性好,对机械性能影响小,加工中不易发生粘模,发泡与结霜等现象,依据对尼龙制品的要求加入量为20%左右。
按一定比例与尼龙混合均匀,在110℃以下,真空干燥8小时,使含水量低于0.1%,干燥后的物料防止重新吸湿。 注射温度240-260℃,模温60-70℃,注射压力600-800Mpa应用于PE、EVA电缆,热收缩管及TPV电缆、硅橡胶阻燃亦有良好效果。
可以达到UL94 V-0阻燃效果。在玻纤填添充系统中,也可达到UL94V-2的阻燃效果,可作为电缆料的挤出剂,分散效果较好。
阻燃剂TBC,是一种新型的、高效的、添加型溴系阻燃剂,具有阻燃效果好、挥发性低、相容性好、耐久、耐光、耐水和无毒等特性,可广泛用于聚烯烃、PVC、发泡聚氨脂、聚苯烯、ABS、不饱和聚脂、多种合成橡胶和合成纤维等制品中,尤其适用于阻燃PP(不迁移、不吐霜)和阻燃矿用输送带领域。
三聚氰胺(英文:Melamine)(化学式:C3N3(NH2)3),俗称密胺、蛋白精,IUPAC命名为“1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺”,是一种三嗪类含氮杂环有机化合物,被用作化工原料。它是白色单斜晶体,几乎无味,微溶于水(3.1g/L常温),可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等,不溶于丙酮、醚类、对身体有害,不可用于食品加工或食品添加物。
三聚氰胺由双氰胺在甲醇溶剂中,于200℃与氨反应而得。此法每吨产品需消耗双氰胺(98%)1180kg,液氨30kg。与该法相比,尿素法成本低,较多采用。尿素以氨气为载体,硅胶为催化剂,在380-400℃温度下沸腾反应,先分解生成氰酸,并进一步缩合生成三聚氰胺。生成的三聚胺气体经冷却捕集后得粗品,然后经溶解,除去杂质,重结晶得成品。尿素法生产三聚氰胺每吨产品消耗尿素约3800kg、液氨500kg。
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