过渡金属氧化物对阻燃剂聚磷酸铵热分解的影响机制
周友;郝建薇;刘国胜;杜建新
【期刊名称】《无机化学学报》
【年(卷),期】2013(029)006
【摘要】过渡金属氧化物(MO)可以显著影响聚磷酸铵(APP)的热分解过程,进而改善APP复配膨胀阻燃聚合物材料的阻燃效率.将ZnO、Fe2O3、TiO2掺入到APP 中,采用热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD),考察了3种MO对APP热分解行为的影响,分析了相互作用过程中金属原子和磷原子化学结合状态的变化以及高温热分解产物的物相结构.TGA和XPS图谱分析结果表明,MO可降低APP的起始热分解温度,并催化APP释放NH3和H2O,而在热分解后期由于金属磷酸盐的形成可显著增加APP的高温残留量.3种MO催化APP热分解脱NH3和H2O的活性由大到小的顺序是:ZnO＞Fe2O3＞TiO2,而对APP凝聚相热分解P-O产物的交联能力从大到小的顺序为:Fe2O3＞ZnO＞TiO2.XRD结果显示,ZnO在高温下与APP反应生成了Zn(PO3)2晶体,而Fe2O3和TiO2与APP反应分别生成了Fe4(P2O7)3和TiP2O7晶体.
【总页数】8页(P1115-1122)
【作者】周友;郝建薇;刘国胜;杜建新
【作者单位】北京理工大学材料学院,北京 100081;北京理工大学材料学院,北京100081;北京理工大学材料学院,北京 100081;北京市丰台区公安消防支队,北京100039;北京理工大学材料学院,北京 100081
【正文语种】中文
【中图分类】TQ132.2;TQ322.2
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新型阻燃剂之聚磷酸铵APP 应化0801班080370103 袁恒垒 聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，1965年美国孟山都公司首先开发成功。聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂 聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，1965年美国孟山都公司首先开发成功。聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。在20世纪70年代初，日本、前西德、前苏联等开始大量生产，目前应用较为普遍。我国从20世纪80年代开始研制该类产品，生产企业有几十家，主要用作阻燃剂。 聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐，按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种，其聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。按其结构可以分为结晶形和无定形，结晶态聚磷酸铵为长链状水不溶性盐。聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)Pn0(3n+1)，当n为10 ～20时，为水溶性；当n大于20时，为难溶性。 聚磷酸铵已逐渐进入复混肥和液体肥料的生产，特别是在发达国家已得到广泛应用。20世纪70年代初，美国TVA开发了用商品湿法磷酸(54%P205，质量分数)生产聚磷酸铵基础液体肥料，也就是将湿法磷酸浓缩成过磷酸，在管式反应器中与氨反应，生成高浓度聚磷酸铵，加水冷却生成品级为10-34-0的液肥产品。基础液肥可与氮溶液、钾肥生产液体复混肥。我国目前尚未有专业生产聚磷酸铵肥料的企业，其性状、组成及生产方法尚存在争议，一般认为作为肥料用聚磷酸铵应是短链全水溶的，包含磷酸铵、三聚磷酸铵和四聚磷酸铵等多种聚磷酸铵，
聚合度更高、链更长的聚磷酸铵只有少量存在；另有资料介绍，农用聚磷酸铵聚合度通常为5～18，且溶解性好，是液体肥料的主要品种。农用聚磷酸铵目前在中国仅有少量生产，还未形成商品出售。 聚磷酸铵系无分支的长链聚合物，分子结构通式为(NH4)n+2PnO3n+1，当n足够大时，可写为(NH4)n+2PO3n+ 聚磷酸铵的含磷量高达30%～32%，含氮为14%～16%。这类阻燃剂最突出的特征是燃烧时的生烟量极低，不产生卤化氢。由于聚磷酸铵热稳定性好，可替代磷酸铵。 聚磷酸铵为白色结晶或无定形微细粉末。APP的水溶性和吸湿性随聚合物增加而降低。国内按聚合度n的不同可分为水溶性(n=10～20，相对分子质量1000～2000)和水不溶性(n>20，相对分子质量大于2000)两种。n可大于1000。国外把n<100称为结晶相I聚磷酸铵(APPⅠ)，把n>1000的带支链的APP称为结晶相Ⅱ聚磷酸铵(APPⅡ)。n<100的短链APP对水的敏感性(可水解性)比超长链(M>1000)APP 大，而后者的热稳定性和耐水解性较高。长链APP在300℃以上才开始分解成磷酸和氨，而短链APP在150℃以上就开始分解。 常用的结晶态APP为水不溶性长链状聚磷酸铵盐。APP含磷量大、含氮量高，磷氮体系产生协同效应，阻燃性好。相对密度小，分散性好，化学稳定性好、消烟、毒性低。 APP的生产方法常用的有两种， 一种是磷酸-尿素热聚合法： 另一种是磷酸铵的尿素热聚法：聚合温度约为205～300℃，反应过程维持—定的氨分压，以防止APP分解。
阻燃材料
阻燃材料 1简介 材料的耐燃性通常以其氧指数(OI)来划分。氧指数在22%～27%的为难燃材料，高于27%为高难燃材料。二者统称防火阻燃材料。防火阻燃材料是一种保护材料，它是能够阻止燃烧而自己并不容易燃烧的材料，有固体的如说水泥、钢材、玻璃等材料；有液态的，也简称为阻燃剂，在需防火墙体等各种材料表面上如果涂上阻燃剂，它能保证在起火的时候不被烧着，也不会使得燃烧范围加剧、扩大。 2阻燃机理 2．1凝聚相阻燃机理 这是指在凝聚相中通过延缓或中断固相材料的分解与可燃性气体的产生而达到阻止燃烧的目的。下面几种情况均属于凝聚相阻燃。a)阻燃剂在固相延缓或阻止聚合物的热分解，这种热分解可产生可燃性气体以及维持链式反应进行的自由基。 b)在被阻燃固态物质中加入大量的无机填料，此类填料热容较大。在受热时这类填料可以起到蓄热和导热的作用，因而使被阻燃物不易达到热分解温度。 C) 在高温情况下阻燃剂先于被阻燃材料受热分解，吸收大量的热量，防止被阻燃物质温度升高。工业上大量使用的氢氧化铝及氢氧化镁均
属于此类阻燃材料。 d)加有阻燃剂的聚合物在燃烧时其表面生成很厚的多孔炭层，该层可以起到隔热、隔空气的作用，同时可以阻止可燃性气体进入燃烧气相中，中断燃烧反应的进行。膨胀型阻燃剂是最为典型的此类阻燃材料。2．2气相阻燃机理 气相阻燃是指在燃烧气相环境中进行的阻燃反应，该类型阻燃材料在气相环境中发挥中断或延缓可燃性气体链式燃烧反应的作用。下述几种情况的阻燃效果均发生于气相阶段。 a)阻燃剂受热后产生能够捕捉促进燃烧反应链增长的自由基。广泛使用的卤系阻燃剂即为典型的该类阻燃剂。 b)阻燃剂受热生成能促进自由基结合以终止链或燃烧反应的微粒子。 C) 阻燃剂受热分解能释放出大量的惰性气体，从而稀释空气中氧气和由聚合物分解生成的气态可燃性物质的浓度，并带走部分热量，降低可燃气体的温度，致使燃烧终止。 d)阻燃剂受热释放出高密度的蒸气，此蒸气覆盖于可燃性气体上，隔绝其与空气中氧的接触，从而使燃烧窒息。 2．3．中断热交换阻燃机理 这是指将聚合物燃烧产生的部分热量带走而降低被阻燃材料的吸热量，致使被阻燃材料不能维持热分解温度，不能持续提供燃烧赖以
聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试 一． 实验目的 1、了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法。 2、掌握阻燃剂性能测试的一般方法。 二． 实验原理 聚磷酸铵（APP ）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火涂料。 APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。 其结构是42n 31NH P O n n ++（） APP 有水溶性（n 为10~20）及水难溶性（n ）20）两种。作为阻燃剂的n 一般大于25。 其合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法。本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应： 224244272()2()CO NH NH H PO NH P O CO +??→+ 427224n 231322()()()4n n n NH PO CO NH NH P O NH CO +++??→++ 当n 很大时，产物可写成（43NH PO ）。 三． 试剂及仪器 试剂：液体石蜡（碳数在16以上），尿素，磷酸二氢胺，苯，去离子水，聚乙烯醇缩甲醛胶，三聚氰胺，六偏磷酸钠（10%），羧甲基纤维素钠（2%），季戊四醇，甲基硅油消泡剂等。 仪器：烧杯（500ml,200ml ），抽滤装置，温度计，电炉，搅拌器等。
四．实验步骤及实验现象 1.合成： 在500ml干燥的烧杯中加入150ml石蜡，加热至200℃，在该温度下，不断搅拌，将30g尿素和28g磷酸二氢胺混合，分批加入至温度为200℃的液体石蜡中，保持温度不高于200℃，30min内加完。加入固体后迅速产生大量泡沫，固体慢慢溶解。于190~200℃下反应半小时，不断搅拌，液体变为白色粘稠固体。冷却至室温，尽可能倒出液体石蜡，将生产物研细后，每次用10~20ml苯（因为苯易挥发且有毒，应少量）浸洗2次，除去产物中夹留的石蜡，抽滤回收苯，用水洗涤产物。在120℃烘箱中烘半小时，即得白色粉末状产物，称重，计算产率。 2.产品质量检验： ⑴溶解度测定：准确称取上述产物2g加入50ml蒸馏水，煮沸5min后，称量干燥滤纸质量为0.334g，过滤产物，烘干，称滤纸和余物的质量为0.491g，计算100ml蒸馏水中的溶解度。 ⑵阻燃性能测试：称取2gAPP加50ml蒸馏水，搅拌均匀后，将一片滤纸浸在此液体中，10min后取出与另一片正常滤纸一起烘干，做燃烧对比实验，观察其现象。 现象为：未处理过的滤纸燃烧时有明火，火焰明显，燃烧后化为灰烬，基本无残留；而处理过的滤纸燃烧时有明火，但火焰不高，燃烧时只是在表面轻微的燃过，滤纸变成黑色，没有完全燃烧。 3.防火涂料的制备及防火性能 品名用量品名用量聚乙烯醇缩甲醛12.5 聚磷酸铵11 三聚氰胺 5.8 季戊四醇 3 六偏磷酸钠(10%) 2.5 甲基硅油消泡剂11滴 羧甲基纤维素钠(2%) 1.5 去离子水11 将11ml去离子水加入烧杯中，低速搅拌中加入聚乙烯醇缩甲醛胶12.5ml、
磷系阻燃剂研究进展 1.磷系阻燃剂 随着合成材料的广泛应用, 阻燃剂的消耗量日益增加, 目前已成为塑料助剂中仅次于增塑剂的第二大品种。阻燃剂种类繁多, 其中, 磷系阻燃剂是各类阻燃剂中最复杂, 也是研究较充分的一类[ 1]。磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点, 符合阻燃剂的发展方向, 具有很好的发展前景。 磷系阻燃剂－CEPPA 2.磷及磷化合物阻燃机理 加入含磷阻燃剂的聚合物燃烧时, 磷化合物受热分解, 发生如下变化: 聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物, 覆盖在聚合物表面形成一个保护层, 起到阻燃作用。另外, 由于磷酸和聚偏磷酸具有较强的脱水性, 使聚合物表面形成碳化膜而起到阻燃作用。这是磷系阻燃剂在聚合物的凝聚相中的阻燃机理。 另外, 磷系阻燃剂在阻燃过程中产生的水分,一方面可以降低凝聚相的温度, 另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度, 从而更好地起到阻燃作用。 3.磷系阻燃剂研究进展 3.1磷系协同型阻燃剂 所谓协同型阻燃剂就是指利用阻燃剂或阻燃元素之间的相互作用而提高阻燃效果的阻燃剂, 其优点是: 阻燃性能增强, 应用范围扩大, 经济效益提高, 是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。 3.1.1磷- 卤系阻燃剂
磷- 卤型阻燃剂是一类含卤较低的阻燃剂, 其协同阻燃作用已被许多实验所证实。燃烧时能产生聚偏磷酸、三卤化磷、三卤氧磷等, 它们相作用, 覆盖于聚合物表面以隔绝空气, 从而发挥了凝聚相和蒸气相阻燃作用。 如：美国的FMC 公司现销售的PB - 460 也是一种溴代磷酸酯, 在聚碳酸酯( PC) / 聚对苯二甲酸乙二酯( PET) 以及PC/ ABS 三元共聚物中表现出明显的磷- 溴协同作用, 阻燃 效率远远高于只含磷或只含溴的阻燃剂。 PB-460 磷酸三（溴苯基）酯 3.1.2磷- 氮系阻燃剂 由于磷- 氮之间的协同与增效作用, 使得这类阻燃剂显示出了良好的阻燃性能, 且发烟 量小, 有毒气体生成量少, 被认为是今后阻燃剂发展的方向之一。其主要包括如下三类： a.磷酸盐( 酯) 类如聚磷酸铵( APP ) 、季戊四醇三聚氰胺磷酸酯( 也是优良的大分子 膨胀型阻燃剂) 等。 b.聚磷酰胺类如APO ( 商品名) 。 c.磷腈聚合物如PR- 1000 、PNF 等。[2] 聚磷酸铵(APP)-阻燃剂 3.2多功能阻燃剂 多功能化是阻燃剂的发展趋势之一。多功能化阻燃剂可以减少助剂的用量, 降低成本, 避免对聚合物物性产生大的影响。磷酸酯类化合物大都具有阻燃、增塑等功能。1 - 氧代- 4 - 羟甲基- 2 , 6 , 7 - 三氧杂- 1 - 磷杂双环[ 2, 2 , 2 ] 辛烷引进叠氮基团便成为对体系有能 量贡献, 又有增塑和键合等性能的多功能添加剂。 如：溴代芳基磷酸酯很早就被作为阻燃剂使用, 一般用于工程塑料及透明材料, 经研究发现:BPP ( 即溴代芳基磷酸酯之一) 不仅可以作工程塑料的阻燃剂, 而且还具有极佳的防霉、避鼠的功能, 是应用于塑料的一种多功能助剂。三芳基磷酸酯属于添加型有机无毒阻燃剂, 具有阻燃和增塑的双重功能, 可广泛应用于PVC 软制品中。[3] 3.3红磷 红磷添加量少, 阻燃效果好, 对材料物性影响小, 是一种很有发展前途的阻燃剂, 但也
聚磷酸盐的阻燃性与提高其耐热性的关系 摘要一种关于生产和使用浓缩（缩合）了的三聚氰胺磷酸盐作为阻燃剂的方法的评论，并分析阐述了在合成三聚氰胺聚磷酸盐过程中我们自己的调查研究。给出了所获得产品的物理化学性能，包括热性能（DTA、TG 和DSC）（差热分析、热重量分析和差示量热扫描法）。根据ISO5660通过使用锥形量热器测试了三聚氰胺聚磷酸盐在聚炳烯中作为阻燃剂使用的有效性。 介绍 最近十年来在各种各样的科技领域，塑料呈现出越来越广泛的应用。它们毫无疑问的优点在于其较低的生产成本。在许多事例中，通过基于塑料的有机聚合物替代常规材料是可行的，除非当它们的可燃性受到限制。就此而论，观察到市场上通常所号称的阻燃剂得到了持续的发展，阻燃剂的消费量每年都在以3~6%的增长速率增长，在各自消费量上依据阻燃剂种类、应用范围及其来源而定。 在近些年，大体上以下三种类型的降低可燃性的助剂是比较典型的：来源于矿物的氧化物类的无机复合物、水合氧化物以及金属氢氧化物；卤素衍生物，大部分含有溴；以及有机和无机磷复合物。 目前在某些低效阻燃剂上，如研究无机阻燃剂的兴趣被再次提升，因为这些阻燃剂在生态上是环保的。在这些种类当中，矿物阻燃剂在组成上是占优势的，就其用量而言，其是市场上最大的部分。它们相当大的消费量部分是由于对塑料基体树脂而言，其在火灾中的保护作用是由其在组成中相对大的添加量来决定的。在2000年，溴系阻燃剂的销售量占世界阻燃剂销售量的34%，而那些含磷有机和无机阻燃剂占总销售量的22%。尽管含卤复合物通常被认为是很有效的，但自从它们被指责在燃烧过程中不仅放出腐蚀性气体还放射出稠密的有毒的烟雾之后，人们开始逐渐的远离它们。 再加上一些含卤的有机阻燃剂在每天生活中使用到，不仅对环境造成危害，更重要的是对人体也造成伤害。 在磷系阻燃剂中，聚磷酸盐，也就是通过磷酸盐浓缩合成的高分子量的磷酸盐在市场上占有相当重要的位置。在市场上，三聚氰胺及聚磷酸铵被认为是膨胀型防火涂料的组成部分以及作为降低塑料、木材、木材衍生物及天然织物燃烧速率的单独填充物。对于它们而言，值得提及的三聚氰胺磷酸盐包括正磷酸盐以及磷酸盐的浓缩态：焦酚-（连苯三酚）、衍生的-、和聚磷酸盐。除了磷以外，它们还含有相对较多的氮，这些氮原子都连接在三聚氰胺稳定的环上，在相对较高的温度下它们就会转移到气相中。就此而论，比如对于那些在加工和使用中需要较高温度的塑料来说，三聚氰胺聚偏磷酸盐是一个值得注意的产品，因为这种复合物显示出较为优异的耐热性，直到温度达到大约350℃时才出现确切的质量损耗。 三聚氰胺磷酸盐（正磷酸盐（2、4、6-三氨基-1、3、5-三嗪基））作为一种复合物，在它的结构中包含有两种元素-也就是，氮（37.5%的质量分数）和磷（13.8%质量分数）-在三聚氰胺磷酸盐被作为一种阻燃剂使用时，这两种元素传统的被认为可能是降低材料燃烧性的有效部分，至少有
纺织品的阻燃机理及方法 (2008-08-01 12:32:31) 转载▼ 标签：阻燃剂阻燃纤维 纺织品的阻燃按生产过程及阻燃剂的引入方法大致分为纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理 两类。 2 1 纤维的阻燃处理 2 1 1 阻燃机理 纤维的阻燃处理是对一些本身是可燃的原丝(如涤纶、棉纶、腈纶)加入某种阻燃剂， 使其抑制燃烧过程中的游离基；或是改变纤维的热分解过程，促进脱水炭化；有些则是使 阻燃剂分解释放出不燃气体覆盖在纤维表面，起隔绝空气作用。 2 1 2 阻燃处理方法 1 提高成纤高聚物的热稳定性 (1)在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性、大分子链的密 集程度和内聚力，然后将这种高热稳定性的高聚物用湿法纺丝制成纤维。 (2)通过纤维中线形大分子链间交联反应变成三维交联结构，阻止碳链断裂，成为不收缩，不熔融的阻燃性纤维。 (3)将纤维在200-300℃的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时使纤维大分子受热后发 生炭化，成为具有阻燃性的纤维。 2 原丝阻燃改性 (1)共聚法：在成纤高聚物的合成过程中，把含有磷、卤、硫等阻燃元素的化合物作为 共聚单体(反应型阻燃剂)引入到大分子链中，再把这种阻燃性强的物质加到纤维中。 (2)共混法：与共聚法同属原丝改性，是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法。 (3)接枝改性：用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维(或织物)与乙烯基型的阻 燃单体发生接枝共聚，是获得有效而持久的阻燃改性方法。接枝阻燃改性纤维的阻燃性与 接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关，接枝部位对阻燃效果的影响次序为：芯部接枝>均匀接枝>表面接枝。 2 2 织物的阻燃整理 2 2 1 阻燃机理 1 覆盖层理论：阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出，起到阻燃作用。 2 不燃气体理论：阻燃剂受热分解出不燃气体，将纤维素分解出来的可燃气体浓度冲淡到燃烧下限以下。 3 吸热理论：阻燃剂在高温下，发生吸热反应，降低温度阻止燃烧蔓延。此外，织物整理后能将热量迅速传出，致使纤维素达不到着火燃烧的温度。 4 化学反应论(催化脱水论)：阻燃剂在高温下，作为路易斯酸与纤维素发生反应，使 纤维催化脱水炭化，减少可燃气体的产生。 2 2 2 阻燃整理方法 1 浸轧焙烘法：阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。工艺流程为浸轧-预烘-焙烘-后处理。浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成，配制成水溶液或乳液 进行整理。 2 浸渍-烘燥法：又称吸尽法。是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后，再干燥焙烘使 阻燃液被纤维聚合体吸收。 3 有机溶剂法：该法是使用非水溶性的阻燃剂，其优点是阻燃整理时的能耗低。但在
聚磷酸铵热解过程-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 聚磷酸铵是一种常见的无机高分子材料，由磷酸铵分子通过化学键连接而成。它具有不易燃烧、耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于火灾防护、涂料、橡胶、塑料等领域。 聚磷酸铵的热解过程是指在高温条件下，聚磷酸铵分子发生分解反应，产生氨气、磷酸和无机磷化合物等物质。这个过程是一个复杂的热化学反应过程，具有重要的理论和实践意义。 研究聚磷酸铵的热解过程可以深入了解其分解机理、反应动力学和产物生成规律，为聚磷酸铵在防火材料、能源存储等领域的应用提供基础理论支持。同时，研究聚磷酸铵的热解过程还可以为火灾防控技术的改进和研发提供重要参考。 本篇文章将首先介绍聚磷酸铵的基本性质，包括其化学结构、物理特性等方面的内容。然后，重点探讨聚磷酸铵的热解过程，包括反应机理、热解动力学以及产物生成规律等方面的研究进展。最后，对聚磷酸铵的热解过程进行总结，并展望其在防火材料、能源存储等领域的应用前景。
通过深入研究聚磷酸铵的热解过程，有望为提高聚磷酸铵的防火性能、研发新型能源存储材料以及改进火灾防控技术等方面提供理论和实践指导，具有重要的科学意义和应用价值。 1.2 文章结构 文章结构部分的内容可以描述为： 文章将分为引言、正文和结论三个部分。 引言部分将概述聚磷酸铵热解过程的背景和重要性，介绍聚磷酸铵的基本性质，并说明文章的目的。 正文部分将包括两个小节，分别介绍聚磷酸铵的基本性质和热解过程。在2.1小节中，将详细讨论聚磷酸铵的化学结构、物理性质以及其在工业中的应用。在2.2小节中，将重点探讨聚磷酸铵在热解过程中的反应机制、产物生成和影响因素等内容。 结论部分将总结聚磷酸铵热解过程的关键要点，概括热解过程的主要研究进展。并对聚磷酸铵热解过程的应用前景进行展望，指出其在能源领域、催化剂、阻燃材料等方面的潜在应用。 1.3 目的
聚磷酸铵／次磷酸铝／聚氨酯密封胶阻燃体系的阻燃及热降解行为 以蓖麻油为基础多元醇，聚磷酸铵（APP）与次磷酸铝（AHP）复配协同聚氨酯阻燃体系，制备了阻燃聚氨酯密封胶（FRPUS）。研究了APP/AHP阻燃体系对FRPUS阻燃性能、热稳定性能的影响。结果表明，APP与AHP的质量比为5∶1，添加量为50%时，FRPUS的极限氧指数（LOI）值达到35.1%，较纯PUS提高74.6%；TGA和热降解动力学表明APP/AHP提高了阻燃体系的热稳定性。 标签：聚氨酯密封胶；聚磷酸铵；次磷酸铝；阻燃；热降解 聚氨酯密封胶（PUS）因其较高的拉伸强度、良好的耐磨性和耐寒性、宽广的调节性能、价格适中等优点，广泛用于汽车、电子元器件、建筑等的密封[1～3]。但其极限氧指数仅为18%～19%，属于易燃材料。因此，聚氨酯密封胶的阻燃改性越来越得到重视[4]。 目前，添加型阻燃剂是改善聚氨酯密封胶阻燃性的最简便、有效和性价比高的方法。常用的添加型阻燃剂主要含有卤素、磷和氮。卤素化合物因产生大量毒烟和污染环境，甚至可能产生致癌物，欧洲共同体已禁止使用。因此，磷、氮化合物等无卤阻燃剂越来越得到人们的青睐。然而这些阻燃剂在单独使用时阻燃效率并不高，需要增大添加量才能获得阻燃性能优异的聚氨酯材料。阻燃剂的添加量过高不但引起成本升高，还会降低聚氨酯的力学性能，因此提高阻燃剂的阻燃效率成为阻燃剂领域的发展趋势之一[5～7]。复合阻燃体系是将2种或2种以上的阻燃剂通过最佳的配比组成新的阻燃体系，通过性能互补，达到更高的阻燃效率[6]。因此，复合阻燃体系不断得到发展和应用。 本文以聚磷酸铵（APP）为主要无卤添加阻燃剂，通过与次磷酸铝（AHP）复配，调整2者的质量比，组成新的无卤阻燃体系，并用于聚氨酯（PUS）密封胶体系中。通过研究阻燃体系的阻燃性能、热降解行为及热降解动力学，探讨无卤阻燃PUS的热降解机理。 1 实验部分 1.1 主要试剂与仪器 蓖麻油（CO，羟值=163 mg/g，相对分子质量=933，平均官能度=2.7）、二月桂酸二丁基锡（DBTDL），南京化学试剂有限公司；多苯基多亚甲基多异氰酸酯（聚合MDI，PM-200，NCO 质量分数为30.2%），烟台万华股份有限公司公司；聚磷酸铵（APP）、次磷酸铝（AHP），济南泰星精细化工有限公司；除水剂（BF-5），佛山巴斯达化工有限公司；消泡剂（defom 5500），广州盛高化学有限公司。 1.2 阻燃型聚氨酯密封胶（FRPUS）的制备
磷系阻燃剂的现状与展望2009-12-23 11:27:21| 分类：默认分类| 标签：|字号大 中 小订阅 磷系阻燃剂的现状与展望 -------------------------------------------------------------------------------- 来源:中国化工信息网20##3月24日 随着高分子材料在各个领域的广泛应用,有机高分子,在给人们的生产和生活带来巨大利益的同时,也会带来了潜在的火灾安全问题.为了减少火灾的发生,世界各国都在致力于研究和应用阻燃剂与阻燃材料.所谓阻燃剂就是能够提高可燃物的难燃性或自熄性的一种助剂,是塑料助剂中仅次于增塑剂消耗量的助剂.在各类阻燃剂中,磷系阻燃剂占有重要地位,它不仅克服了含卤型阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒与腐蚀性气体的缺陷,同时又改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理机械性能的缺点,做到了高阻燃性、低烟、低毒、无腐蚀性气体产生. 1 阻燃机理与分类 1.1 磷系阻燃剂的阻燃机理 磷系阻燃剂的阻燃机理主要是形成隔离膜来达到阻燃效果,形成隔离膜的方式有2种. <1>利用阻燃剂的热降解产物促使聚合物表面迅速脱水而炭化,进而形成炭化层.由于单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧,因此,具有阻燃保护作用.磷系阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用就是通过这种方式实现的.其原因是含磷化合物热分解得到的最终产物是聚偏磷酸,而它是强脱水剂. <2>磷系阻燃剂在燃烧温度下分解生成不挥发的玻璃状物质,它包覆在聚合物的表面,这种致密的保护层起隔离层的作用. 1.2磷系阻燃剂的分类 磷系阻燃剂根据磷系阻燃剂的组成和结构,可以分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类.无机磷系阻燃剂包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等.有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和鳞盐等.下述阐述一下几种常用磷系阻燃剂的特点. 2 无机磷系阻燃剂 无机阻燃剂历史悠久,主要是红磷、聚磷酸铵
聚合物的低烟无卤（ＬＳＯＨ）阻燃技术的现状和发展趋势一．阻燃聚合物的分类 1.1按聚合物种类划分 热塑性塑料
但大型跨国电子公司在此基础上又对自己的产品进行了更为苛刻的限量要求，重金属限量从几十PPm到100PPm不等，对PBB、PBDE的限量，有些公司要求不得被检出。 2．2 RoHS的技术成因及欧美分歧 含卤(特别是溴系)阻燃聚合物体系因其突出的阻燃效果，80年代中期以前在阻燃聚合物市场中占有绝对的统治地位。电线电缆工业界中的聚氯乙烯(PVC)即是其中的一例，至今仍在护套和绝缘料中承担着主要角色。随着社会的进步和科学技术的飞速发展，PVC内在的弱点(燃烧时释放的大量烟雾，严重的腐蚀性气体和有毒气体)益发明显，从那时起评估和寻找PVC料的替代物遂成为人们争论的焦点。 自PVC出现二噁英（Dioxin）毒害问题以来，多溴联苯醚（PBDEs）类阻燃剂的生产及应用一直面临着环保压力，即使是在多溴联苯醚中最为安全的十溴联苯醚，情况也不乐观。首先，使用十溴二苯醚及其协同阻燃剂三氧化二锑（Sb2O3）生产的阻燃电子电器塑料器件在
遇火燃烧或焚烧回收处理中会释放大量烟雾及含溴化氢（HBr）的腐蚀性气体。浓烟将迅速导致火灾现场人员窒息并增大消防 救援的难度，而腐蚀性气体将导致火灾现场及附近的电子电器设备因酸腐蚀而全部废弃；其次、十溴二苯醚的生产、运输、储藏、应用及废弃产品的回收全过程中，虽然其对环境产生的影响并不像五溴二苯醚和八溴二苯醚那样恶劣，但仍然存在产物在环境中的毒性积累及至癌物质溴代喃和二噁英的问题，这使得欧盟在1991年就曾提出将多溴二苯醚（PBDEs）在一些产品中的使用量限制到0.1%的指令，只是由于采用防火安全标准及尚无合适的替代品而延迟了指令的实施。 过去的15年(1987-至今)无卤阻燃体系逐渐进入了欧洲，并被接受为电缆制造技术的一个部分，而美国则并非如此,一般只限于返销欧洲的产品才做此规定。欧洲和美国基于不同的国情和背景对火灾安全问题历来有着两种不同的观点，美国认为：祸灾的根源在于一氧化碳(CO)毒气的产生以及其后的轰燃("flashover")过程中CO转化为CO2的热释放，因此,如果能通过一些办法控制过程的热释放,即可减少火灾的危害；而欧洲传统以来深信：祸灾的严重性取决于人们脱离火情现场的成功率，烟气的刺激性和毒性是制约脱离火情现场的主要因素。因此，对于燃烧中产生的烟，毒，和腐蚀应该给予优先的关注，换言之，彻底摈弃卤素物质的生产和使用是当务之急。 2．3 RoHS的商业成因 欧盟两指令的出台在其保护环境的合理外衣下还隐含着其深远根源及值得关注的背景。 首先是欧盟利用WTO法规构筑绿色壁垒，针对发展中国家设置其水平还难以达到要求的技术性贸易壁垒，从而保护本国产品和市场以提高环保标准的形式实施贸易保护主义，是一种新的技术性贸易壁垒，其合理性、隐蔽性比其它技术性贸易壁垒更大，也就较难应对。 其次，还有欧盟利用绿色壁垒抗衡美国的深刻背景在内。不少日用工业消费品，美国在中国等发展中国家贴牌生产，其中大部分在本国销售，但还有几成转口，以转到欧洲最多。美国、欧盟争夺世界市场的竞争历来十分激烈，有时达白热化程度，互相公开进行贸易报复。欧盟高筑技术性贸易壁垒，深入分析，也“痛”在美国身上。
常见阻燃剂及其阻燃机理总结 1、无机阻燃剂 （1）水合金属氧化物主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡等，其中以氢氧化铝的吸热效应最大，阻燃效果好。其阻燃作用主要是吸热效应，生成的水蒸气还能起隔绝效应。这类阻燃剂的最大优点是无毒，不会生成有害气体，还可减少燃烧过程中CO的生成量，起消烟剂作用。最大缺点是分解温度低，应用时使用量大，只能用于加工温度较低、物理机械性能要求不高的高聚物材料的阻燃。此外，氢氧化镁易吸收空气中的CO2，生成碳酸镁，使制品产生白点。 （2）硼化合物与钼化合物这类阻燃剂中主要有硼酸、水合硼酸锌、钼酸锌、钼酸钙、钼酸铵等。其中水合硼酸锌的阻燃效果最好。该类阻燃剂在较低温度下熔融，释放出水并生成玻璃状覆盖层，在燃烧过程中起隔绝、吸热及稀释效应。硼类阻燃剂与卤系阻燃剂有协同效应。由于分解温度低，不能用于加工温度高的高聚物阻燃 （3）硅类化合物这类阻燃剂在燃烧时能生成玻璃状的无机层（Si0）并接枝到高聚物上，产生不燃的含碳化合物，形成隔氧膜而抑制燃烧，同时还能防止高聚物受热后的流滴。其燃烧时不产生火焰、CO及烟，而且还具有补强作用。因此，这是一类极有开发前景的非卤素阻燃剂。 （4）膨胀型石墨这是一类新开发的无机阻燃剂美国已商品化。它能起隔绝效应，与红磷有良好的协同效应，两者常同时使用 （5）三氧化二锑三氧化二锑在不含卤高聚物中阻燃作用很小，一般不单独用作阻燃剂，在含卤高聚物中有较好的阻燃作用，与卤系阻燃剂并用有较好的协同效应 2、有机阻燃剂 （1）有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂是目前用量最大的有机阻燃剂，主要是溴、氯化合物。溴化物虽然有毒，但其阻燃效果比氯化物好，用量少，很受用户欢迎。同一卤素不同类型的化合物，其阻燃能力不同，其大小顺序为:脂肪族＞脂环族＞芳香族 脂肪族与高聚物的相容性好，但热稳定性差；芳香族热稳定好，但相容性差。含有醚基的芳香族卤化合物与高聚物的相容性好，热稳定性高，用量急剧增加。
塑料阻燃综述之三：阻燃剂的分类及其阻燃机理 阻燃剂是一种能阻止有机物燃烧、减低燃烧速度或提高着火点的一种物质.用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料（包括塑料，橡胶，纤维，木材，纸张，涂料等，但主要是塑料）。阻燃剂分为反应型与添加型。目前常用的阻燃剂产品均为添加型阻燃剂，其分类是按阻燃剂自身的化学组成来进行。 一.分类及机理 1.卤系阻燃剂 卤系阻燃剂也称含卤素阻燃剂，顾名思义卤系阻燃剂均含有卤族元素，主要是氯和溴。卤系阻燃剂有着良好的阻燃效果，但其生产过程污染大，燃烧时发烟量大、有毒，产生腐蚀性气体，且使阻燃基材的抗紫外线稳定性下降，现基本属于禁止使用的淘汰产品。 含氯阻燃剂的代表是氯化石蜡，品种有42型、52型氯化石蜡,还有少量的70型氯化石蜡，其产量占我国阻燃剂总产量的69%。含溴阻燃剂的代表是十溴二苯 醚 (DBDPO)，还有六溴醚、八溴醚、聚2,6-二溴苯醚、四溴双酚A等。卤系阻燃剂主要是通过气相阻燃发挥作用的。气相阻燃是指在气相中进行的阻燃作用。众所周知，材料热裂解时产生可与大气中的氧反应的物质，形成H2-O2系统，并可通过下述链支化反应使燃烧传播。 ·H + O2→·OH+O· ·O + H2→·OH+H· 但主要的放热反应为： ·OH + CO→CO2+H· 为了减弱或终止燃烧，应阻止上述链支化反应。卤素阻燃剂的阻燃效应，首先就是通过在气相中抑制链支化反应实现的。如果卤素阻燃剂中不含氢，通常是先在受热时分解出卤原子;如果含有氢，则通常是先分解出卤化氢。 MX→M·+X· MX→HX+M′· 上述两反应式中的M·或M′·表示阻燃分子释放出X或HX后的剩余部分。另外，反应生成的卤原子可与可燃物反应，生成卤化氢。
聚磷酸和聚磷酸铵-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 聚磷酸和聚磷酸铵是两种重要的无机高分子化合物，具有广泛的应用领域。聚磷酸是一种无机高分子聚合物，由磷酸基团（-PO4）通过共价键连接而成，具有良好的热稳定性和阻燃性能，被广泛应用于阻燃剂、涂料、胶粘剂等领域。而聚磷酸铵是由聚磷酸盐和铵盐反应生成的物质，具有优良的离子交换性能和萃取性能，被广泛用作分离、净化和催化剂等领域。 本文将对聚磷酸和聚磷酸铵的物化性质、应用领域和制备方法进行详细介绍，同时比较分析两者之间的差异和优势，为读者提供全面的了解和参考。 文章结构是整篇文章的框架，能够清晰地展现出文章的内容组成和逻辑顺序。本文的文章结构如下： 1. 引言 1.1 概述 1.2 文章结构 1.3 目的
2. 正文 2.1 聚磷酸 2.1.1 物化性质 2.1.2 应用领域 2.1.3 制备方法 2.2 聚磷酸铵 2.2.1 物化性质 2.2.2 应用领域 2.2.3 制备方法 2.3 比较分析 2.3.1 物性比较 2.3.2 应用差异 2.3.3 实际应用案例 3. 结论 3.1 总结 3.2 展望 3.3 结论 每个部分都将详细分析聚磷酸和聚磷酸铵的物化性质、应用领域和制备方法，最后通过比较分析来探讨它们之间的差异和实际应用案例，最终得出结论并展望未来研究方向。整体结构清晰明了，逻辑性强，有助于读
者更好地理解文章内容。 1.3 目的： 本文旨在系统介绍聚磷酸和聚磷酸铵这两种常见磷酸盐聚合物的物化性质、应用领域和制备方法。通过对这两种聚合物的特性与应用进行详细的比较分析，探讨它们在不同领域的优劣势，并提供实际应用案例，以便读者更好地了解和理解这两种聚合物的特点，为其在实际应用中做出正确的选择。最终目的是为了促进这两种聚合物的更广泛应用，并对未来的研究和开发提供参考和启发。 2.正文 2.1 聚磷酸 2.1.1 物化性质 聚磷酸是一种无机高分子化合物，具有较高的热稳定性和化学稳定性。它在常温下呈白色或无色结晶态，具有良好的溶解性和吸水性。聚磷酸的分子结构中含有多个磷-氧键，使其具有较好的阻燃性能和耐高温性能。此外，聚磷酸还具有良好的抗氧化性能和耐腐蚀性能。 2.1.2 应用领域 由于聚磷酸具有良好的热稳定性和阻燃性能，它在建筑材料、电子材料、塑料和橡胶等领域有广泛的应用。在建筑材料中，聚磷酸常用作防火
无卤阻燃剂成分分析，阻燃机理及配方参考 导读：本文详细介绍了无卤阻燃剂的研究背景，阻燃机理，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 无卤阻燃剂广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶黏剂等行业，禾川化学引进尖端配方解剖技术，专业从事阻燃剂成分分析、配方还原、研发外包服务，为阻燃剂企业提供一整套配方技术解决方案。 1.背景 阻燃剂，又称难燃剂，耐火剂或防火剂，是一种加入到高分子材料中，能够增加材料耐燃性，延缓燃烧速度或阻止燃烧的助剂。随着科技的发展，聚合物材料被广泛应用在日常生活的各个方面。因此，阻燃剂的重要性被人们深刻认识到，合理的材料阻燃剂处理成为减少火灾的重要手段之一。 阻燃剂在未来一段时间的发展将呈现以下几个特点：l) 无卤化进程将加快； 2) 无机阻燃改性技术的发展、磷系、氯系、膨胀型阻燃剂的进一步发展, 阻燃剂复配技术的进一步提高，阻燃剂的无卤化进程必将进一步深化；3) 阻燃剂将向功能化方向发展；4）特别是各种增效剂的应用，复配技术的发展，阻燃剂将从原来以牺牲材料的部分力学性能来换取阻燃性能，转化为不但赋予材料阻燃性，而且改善材料的物理机械性能或加工性能或降低成本；5 ) 高效、低烟、低毒化进程加快，抑烟已经处在与阻燃同等的位置，开发高效、低烟、低毒的阻燃剂，不仅降低填充量，降低成本，而且使阻燃剂分解时放出的有害烟雾减少。 今后，如何将一些新型高效的阻燃剂工业化、产业化，将阻燃技术用于塑料、橡胶、纤维、涂料等各个领域，需要众多科学研究者及企业的全力配合，共同为国家经济的发展与人民安全的保障起到积极的作用。
禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 2.阻燃机理 2.1 聚合物的燃烧机理 高聚物的燃烧过程是一个剧烈的热氧化过程，这一复杂的燃烧过程可分为以下五个阶段： 1)加热阶段：这阶段是聚合物吸收了外部热源产生的热量，聚合物开始快速升温。聚合物的理化特性和其与热源的接触面积等因素决定了聚合物的升温速度。 2)分解阶段：当聚合物的温度达到一定数值时，其分子的化学键开始断裂，可燃气体、固液态产物和不完全燃烧的烟尘粒子等逐渐开始产生。 3)着火阶段：聚合物在分解阶段产生的可燃气体达到一定的浓度，且温度也达到其燃点与闪点，当氧或氧化剂存在足够数量时，可燃气体就会开始燃烧。 4)燃烧阶段：燃烧所释放的能量和活性游离基会引起一系列的链锁反应，燃烧开始自动传播与扩展起来，火焰由小变大。
阻燃剂归纳
一.分类及作用机理 1.卤系根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。一般与三氧化二锑并用。 2.磷系在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。 3.氮系受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。 4.Sb2O3 反应放出H2O并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起稀释可燃性气体的作用。同时他的相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧系统的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的HO.和H.,从而抑制燃烧。实际上三氧化二锑是普遍使用的阻燃剂协效剂，与卤素化物之比以3:1最佳。 5.金属氢氧化物在高温条件下，发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。 6.硼系产生液相中间物，该中间物可湿润可燃物表面，从而成为隔热和隔氧的屏障。硼酸锌具有阻燃、抑烟、成炭和防止熔滴生成等多种功能。 7.钼系三氧化钼，钼酸锌是优良的抑烟剂。 8.硅系 9.膨胀型石墨
聚磷酸铵应用及研究进展
目录 0. 前言 (3) 1. APP改性 (4) 1.1 偶联剂改性 (4) 1.2 三氯氰胺改性 (5) 1.3 表面活性剂改性 (6) 1.4 微胶囊化处理APP (7) 2. APP应用 (7) 2.1 APP改性PE及研究进展 (7) 2.2 APP改性PS及研究进展 (8) 2.3 APP改性PU及研究进展 (9) 2.4 APP改性POM及研究进展 (9) 3. 研究方向 (10)
摘要：本文首先介绍了对及APP偶联剂改性、微胶囊化、表面活性剂改性以及三聚氰胺改性四种改性方法；利用APP改性PE、PU、PS、POM方法以及被改性后材料阻燃性能、力学性能等方便提高以及生活中应用、研究进展，最后还介绍了APP发展前景以及研究方向。 关键词：APP；改性方法；PE；PS；POM；PU； 0. 前言 聚磷酸铵（简称APP）是膨胀型阻燃剂（IFR）重要组成部分，具有酸源及气源双重功能，具有含磷量高、含氮量多、热稳定性好、近于中性、阻燃效果好等优点，已成为阻燃技术研究领域中一个热点[1]。APP通式 (NH 4) n+2 PnO 3n+1 ，外观呈白色粉末状，分水溶性和水难溶性，其中聚合度n 在10~20之间为水溶性，称为短链APP； n>20为水难溶性长链APP。APP 阻燃机理是受热脱水后生成聚磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水生成炭化物，加之生成非挥发性磷氧化物及聚磷酸对基材表面进行覆盖，隔绝空 气而达到阻燃目，同时由于APP含有氮元素，受热分解释放出CO 2、N 2 、NH 3 等气体，这些气体不易燃烧，阻断了氧供应，达到了阻燃增效和协同效应目。 但是，目前受生产制备条件限制，一般得到APP聚合度只有几十。因此，APP具有一定水溶性，而且及高分子材料相容性较差，无法满足相应力学性能要求。因此，对于以APP为主膨胀型阻燃剂研究主要集中在以下3个方面：(1)研究新合成方法和工艺，提高APP聚合度；(2)对现有APP 产品进行表面改性(或微胶囊化)；(3)开发膨胀型阻燃剂高效协效剂。目
绪论 国内自20世纪90年代后期发展高分子材料的应用技术与合成树脂及其共混改性技术以来,一直致力于线缆行业新材料的开发研究和利用。随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高,以及工业和商业建筑物结构日益复杂化和高灵活性的要求,使得人们不断加强对各种综合布线用电线电缆产品安全性、环保性的重视。作为阻燃电缆传统的绝缘和护套材料,它们大多是采用含卤聚合物和含卤阻燃剂混合在一起的阻燃物,这些含卤材料虽具有优良的阻燃性,但在发生火灾时,由于其材料的热分解和燃烧,就会释放出大量浓黑的烟雾和有毒、腐蚀性、刺激性气体,严重妨碍消防人员进行救火和疏散人员且会腐蚀设备,延误了救援时间,给人民的生命和财产造成重大的损失,于是开发不产生卤化氢气体的低烟、无毒、无腐蚀性的无卤阻燃电缆成为线缆行业的新课题。经多年攻关和努力,目前低烟无卤阻燃电缆已广泛应用于核电站、城市轨道、地铁、医院和高层建筑等场所。
第1章低烟无卤阻燃电线电缆应用及其分类 1.1 引言 随着社会经济的发展,电线电缆的用量迅速增长,电气火灾事故也频频发生。人们从电气火灾事故的惨重教训中,逐渐认识到在一些重要场所,如舰船、采油平台、石化企业、大型电站、大型指挥控制中心和高层建筑、地下建筑物、隧道、地铁等线路中主要电气设备,在火灾情况下保持一定时间内处于稳定的运行状态是非常重要的。我国一些标准明确规定在某些场所应选用耐火电缆,以尽量减少火灾引起的损失,因此低烟无卤电缆、耐火电缆也越来越被人们所重视。近年来,许多重要工程的电线电缆招标中,都有一些小截面耐火电线和软导体耐火电线,甚至有耐火双绞线、耐火屏蔽电线、耐火屏蔽软绞线等,耐火控制电缆就更多了。传统的耐火电缆是采用云母带作为耐火层,但由于小截面导体绕包云母带相当困难,并且耐火试验合格率低,所以不少电缆厂因此而失去了不少订单。研制新型耐火电缆,以代替传统的耐火电缆已成了市场的迫切需求。 无卤低烟阻燃控制电缆因使用无卤材料,燃烧时不会释放出有毒气体及浓烟,在地铁、高层建筑、石油平台等场合广受欢迎,它的开发和使用有着重大的经济效益和社会效益。随着人们环保意识的提高和我国社会经济建设步伐的加快，无卤低烟阻燃电缆被广泛地应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站及隧道等重要部门及公共场所。当发生火灾时，电缆燃烧时不释放腐蚀性气体，并且透光性良好，对救援工作有很大的帮助，在很大程度上可以减少人员伤亡和财产损失。鉴于此，我们有必要对低烟无卤阻燃电缆有个明确的认识。 1.2 低烟无卤阻燃电线电缆定义及分类 1.2.1 低烟无卤阻燃电线电缆定义 在燃烧时组成电线电缆的各种低卤低烟阻燃电线电缆材料所排放的卤素和HCL总量不大于5% ，且水溶液的pH值≥3.5，透光率大于60% ，则称为低烟无卤阻燃电线电缆。 低烟：燃烧时产生的烟尘较少，即透光率（能见度）较高。低烟性能符合表1-1 所示的规定。 表1-1 低烟性能要求