(2021年整理)有机磷系阻燃剂
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磷系阻燃剂基本知识
有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。
磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。
含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。
红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。
其用量也在增加。
含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。
不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。
磷系阻燃剂中有机磷系品种大多是油状,在高聚物加工过程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、软PVC、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。
而无机磷系中的红磷,由于是纯阻燃元素,所以阻燃效果好,应用面较广,但它色泽鲜艳,因而应用受到部分限制。
红磷的应用要注意微粒化和表面包覆(胶囊化),这样使它在高聚物中分散性好,与聚合物的相容性好,不易迁移,能保持高聚物的难燃性能长久。
另外,聚磷酸铵的聚合度是决定上述两种产品质量的关键,聚合度越高,阻燃防火效果越好,国内已经有聚合度超过100的产品,而国外APP(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。
常见的磷系阻燃剂有:
TTBNP:(三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂)),其分解温度在280度,可以适用于大部分塑料的加工。
TPP:三苯基膦酸脂,常用在酚醛树脂,PVC,涂料中等。
有良好的耐热,耐水,耐油等性能。
RDP:间苯二酚双膦酸脂,耐热性好,可以在300度下稳定,用于工程塑料。
BPAPP:双酚A二(二苯基)膦酸脂
BBC:双酚A二(二甲基)膦酸脂。
阻燃剂的分类介绍概述阻燃剂是一种化学物质,可以减少或防止材料燃烧,从而提高材料的耐火性能。
在工业生产中,阻燃剂经常被添加到各种材料中,如塑料、橡胶、合成材料等。
阻燃剂根据其化学组成和功能进行分类,在此,本文将介绍几种常见的阻燃剂类型。
磷系阻燃剂磷系阻燃剂是目前最为广泛使用的阻燃剂之一。
它包括有机磷系和无机磷系两类。
有机磷系阻燃剂是指含有磷元素的有机化合物,它们可以通过与物质中的氧、氮、热敏物质等相互作用,发挥阻燃作用。
无机磷系阻燃剂则指含有磷元素的无机化合物,主要用于纤维类材料中,在高温下,它们会分解产生氧化磷酸氢和磷酸酯,从而起到阻燃作用。
溴系阻燃剂溴系阻燃剂是一种广泛使用的阻燃剂,它可以通过吸收和捕获反应物,从而抑制气相反应或延缓燃烧速度。
溴系阻燃剂可以通过加强反应物的相互作用、增加分解温度等方式发挥阻燃作用。
溴系阻燃剂将溴元素引入材料中,可以大幅提高材料的耐火性能,但也可能带来其他环保问题。
氮系阻燃剂氮系阻燃剂是一种较新的阻燃剂,其作用机制主要是在燃烧时通过吸收、消耗和稀释火焰中的自由基,从而有效地抑制燃烧。
氮系阻燃剂包括大量的氮的含化合物,如氮磷系、氮硅系等。
与传统阻燃剂相比,氮系阻燃剂无溴、无磷,对环境的影响更小。
铝系阻燃剂铝系阻燃剂是一种常见的无机阻燃剂,其作用机理是通过在物质表面形成氧化铝膜,从而阻止燃烧反应的发生。
铝系阻燃剂常用于密封材料和结构材料等领域,可以显著提高材料的耐火性能和抗氧化性能。
其他阻燃剂除了上述几种常见的阻燃剂类型,还有一些其他的阻燃剂。
例如,硅酸盐阻燃剂是一种无机阻燃剂,可以通过形成防止材料燃烧的化学反应来发挥阻燃作用;膨胀型阻燃剂则可以通过在燃烧时释放出大量非燃性气体来遏制燃烧。
综上所述,不同种类的阻燃剂具有不同的作用机理和适用范围,工业生产中需要根据具体情况选择合适的阻燃剂,并考虑对环境的影响。
“有机磷系阻燃剂”资料合集目录一、有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递二、卤代持久性有机污染物和有机磷系阻燃剂在鱼体内的生物富集、食物链传递及生物转化三、有机磷系阻燃剂的合成与应用研究四、珠江三角洲沉积物和水生生物中有机磷系阻燃剂的分布特征有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递随着工业化的进程,各种新型化学物质被广泛应用于日常生活和工业生产中,其中有机磷系阻燃剂(OPFRs)就是一种常见的化学品。
然而,这些化学物质在环境中的行为和归趋,特别是它们在生态系统中如何传递和富集,是当前环境科学领域研究的热点问题。
珠江三角洲作为中国经济发展最为快速的地区之一,其生态环境中OPFRs的富集与传递问题更值得关注。
本文将探讨有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递。
有机磷系阻燃剂是一类广泛使用的阻燃剂,主要用于塑料、纺织品、家具等材料的阻燃处理。
虽然这些化合物在提高材料阻燃性方面起到了重要作用,但它们的环境影响也不容忽视。
OPFRs在环境中不易降解,具有较高的持久性,能在生态系统中长期存在,并通过食物链传递和富集。
本文选取珠江三角洲地区的几种典型动物:鱼类、贝类和两栖动物作为研究对象,通过采集这些动物的样品,分析其体内OPFRs的含量。
同时,还对这些动物的生态环境进行了调查,以了解其生活环境中OPFRs的分布情况。
研究结果显示,这些动物体内均检测到了不同程度的OPFRs。
其中,鱼类和贝类中的OPFRs含量相对较高,而两栖动物中的OPFRs含量较低。
这些结果表明,OPFRs在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
研究结果表明,有机磷系阻燃剂在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
这些化合物在动物体内的富集主要通过食物链完成,即动物通过摄食含有OPFRs的食物或水体而使这些化合物在体内积累。
OPFRs还可通过生物体的直接接触和空气吸入等途径进入体内。
卤素阻燃剂虽然具有高阻燃性,但存在环境污染及毒性等问题,而磷系阻燃剂除对苯乙烯和聚烯烃等几大类聚合物外是非常有效的阻燃剂,而且二次污染小,所以该阻燃剂受到人们的关注。
含磷化合物可作为热塑性塑料、热固性塑料、织物、纸张、涂料和胶粘剂等的阻燃剂。
此类阻燃剂包括红磷、水溶性的无机磷酸盐类、不溶性的聚磷酸铵、有机磷酸酯和膦酸酯类、氧化膦类、氢弹烃基磷酸酯类和溴芳烃基磷酸酯类。
磷酸铵类磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)仍是纤维与织物、无纺织物、纸张、木材等多种纤维素的有效阻燃剂。
它们能形成磷酸,使纤维素羟基酯化,所生成的纤维素分解成炭,改变了热降解历程,从而达到阻燃的目的。
它们易溶于水,故其阻燃性不能持久。
它是目前膨胀型阻燃剂主要成分之一。
红磷红磷作为阻燃剂,可用于含氧聚合物,例如PC,PET,PBT,PPE,其作为尼龙部件的阻燃剂在欧洲用得较多。
由于红磷会与大气中的水反应生成有毒的磷化氢,因此工业产品需要做稳定化处理和包覆。
三羟基磷(膦)酸酯三羟基磷(膦)酸酯作为不饱和聚酯高度填充(如氢化铝、碳酸钙)时的稀释剂。
它在卤化聚酯中也作为协效剂,不如氧化锑有效,但加工性好。
不易挥发的三羟基磷酸酯有三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯和三丁氧基乙基的磷酸酯。
二甲基磷酸甲酯含磷量高达25%,是有效的阻燃剂。
它的高挥发性限制了应用。
适用于聚氨酯硬泡,高填的热固性树脂。
在高填充的热固性树脂中也作为黏度稀释剂。
二乙基磷酸乙酯在氨基甲酸乙酯有发泡剂和催化剂的条件下比较稳定。
芳基磷酸酯类芳基磷酸酯类在工业中主要用于PVC和乙酸纤维素的不燃性增塑剂和作为工程塑料如PPE,PC/ABS合金的非卤阻燃剂。
烷基化磷酸三苯酯芳基磷酸酯类都是液体,烷基化产物是用合成的异丙基葳酚或异丁基苯酚制成的。
制法是先使苯酚烷基化,然后再同磷酰氯反应。
因此烷基化三芳基磷酸酯是一混合物。
其中磷酸三丁苯酯的抗氧化性能较好,但增塑性较差。
磷酸甲三基二苯酯是PVC很有效的阻燃剂。
磷系阻燃剂双酚A对二苯磷酸酯(BDP)的工业合成摘要本文对磷系阻燃剂双酚A对二苯磷酸酯(BDP)进行在工厂合成介绍。
以三氯氧磷、双酚 A和苯酚为原料, 在催化剂作用下合成四氯双酚 A磷酸酯单体 (中间体) , 再与苯酚缩聚合成双酚 A四苯基双磷酸酯。
目前所合成的阻燃剂应该是 BDP 和二聚物为主要成分的混合物。
本文简单的介绍了BDP目前的几种生产方法以及市场状况,该中间体的市场巨大,该工艺具有良好的经济效益。
本文详细介绍了工厂中生产该产品的操作过程,提及到整个生产工艺流程,以及DCS详细操作的参数信息。
通过制品分析,讲述了生产过程中的IPC控制、温度控制、搅拌控制等对生产的影响。
工艺改进方面对比了原生产工艺进行了部分设备改进,以及完成了从一次性入料至分段入料的重大改进,减少工程时间(回收氧磷保持时间缩短165min);大大降低了DIP管的堵塞频率,减少因更换DIP管而造成的工程延误。
目前仍采用低TPPO品的摩尔比配方(3.3:1)是对企业产品稳定性的措施。
化工生产具备一定的不确定性和危险性,所以生产工艺和设备还需要持续优化和改进。
该产品的生产有有毒物质的参与,本文还介绍了工厂生产的安全防范知识,在工厂中操作要提高个人安全素质,避免危险的发生,不能避免的要做好个人防护。
关键字:BDP 工艺流程DCS 工艺改进分段入料The industrial synthesis of phosphorus-based flame retardant bisphenol Adiphenyl phosphate (BDP)AbstractIn this paper, a phosphorus flame retardant bisphenol A diphenyl phosphate ( BDP ) introduced in the factory synthetic .Phosphorus oxychloride , bisphenol A and phenol as raw materials,Tetrachloro- bisphenol- A in the catalyst synthesis of phosphoric acid ester monomer (Intermediate ),With phenol , polycondensation synthesis bisphenol A 4 - phenyl- bisphosphate .Currently , the synthesis of flame retardants should be BDP and dimer as a main component of the mixture .This paper describes the factory production of the product during the operation , referring to the entire production process , as well as the detailed operation of DCS parameter information.Tells the story of the IPC in the production process control, temperature control , stirring control the impact on production .Process improvement compared the original production process were part of the equipment improved , and the completion of a significant improvement from the one-time feed to the sub- feed ,Reduce engineering time ( recovery of phosphorus oxychloride keep time 165min ) ; greatly reduces the frequency of DIP tube blockage , reducing slippage caused by the replacement of DIP tube.The product involved in the production of toxic substances , the article also describes the plant security knowledge to effectively do a good job the production of personal protective measures .Keywords : BDP;Process;DCS;Process;improvement;Segmented feed目录1.前言 (1)1.1背景 (1)1.2磷系阻燃剂 (1)1.2.1磷系阻燃剂种类 (1)1.2.2磷系阻燃剂机理 (2)1.3国内外BDP研究现状及市场情况 (3)1.4 BDP合成方法 (4)1.5本课题研究内容 (5)2.生产流程 (5)2.1反应方案的提出 (5)2.2反应机理 (6)2.2.1 酰氯化反应,制备中间体 (6)2.2.2 酯化反应 (7)2.3工艺流程及其参数讨论 (8)2.3.1制造概略流程图 (9)2.3.2工艺流程 (9)3.工艺分析 (14)3.1制品分析 (14)3.2关键工艺参数极其分析 (18)3.2.1生产过程中的IPC控制 (19)3.2.2生产过程中温度的控制 (19)3.2.3生产过程中搅拌的影响 (19)3.2.4设备操作质量的影响 (19)3.3与原工艺比较的改进 (20)3.3.1设备改进 (20)3.3.2工艺改进 (20)4.工艺中的安全事项 (22)4.1有毒品极其处理 (22)4.1.1有害性质描述 (23)4.1.2个人防护 (24)5.结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1.前言1.1背景1972年,Fenimore在评价材料燃烧性时引入氧指数(oI)概念,提出在材料表面形成非燃烧性炭化层时使用磷系化合物[1],随着高层建筑的增多以及室内装饰材料的高分子化,火灾隐患增多,高分子材料阻燃技术的重要性越来越突出。
磷系阻燃剂1. 简介磷系阻燃剂是一种能够在高温条件下阻止火焰传播的化学物质,常用于塑料、橡胶、纺织品等材料中,以提高其防火性能。
磷系阻燃剂通常包含磷元素,通过与燃烧产物反应或降低燃烧过程中的温度来实现阻燃效果。
2. 分类磷系阻燃剂可以按照不同的分类标准进行分类,常见的分类方式有以下几种:2.1 按照化学结构分类根据磷系阻燃剂的化学结构,可以将其分为以下几类:•有机磷系阻燃剂:包括有机磷酸酯、有机磷酸盐等,常用于塑料和橡胶中;•纳米磷系阻燃剂:由纳米级磷化合物组成,具有较高的表面积和反应活性;•无机磷系阻燃剂:包括氧化磷、磷化铝等,主要用于玻璃纤维增强塑料和橡胶中。
2.2 按照阻燃机理分类根据磷系阻燃剂的阻燃机理,可以将其分为以下几类:•炭化型磷系阻燃剂:在高温下,磷系阻燃剂能够与燃料体系中的炭化产物反应生成一层稳定的炭化层,从而隔离氧源,抑制火焰的蔓延;•气相作用型磷系阻燃剂:通过释放出有害气体或生成无燃料性的气体,稀释燃烧区域内的氧气浓度,降低火势;•非熔融型磷系阻燃剂:在高温下,磷系阻燃剂形成焦磷酸盐或类似产物,这些产物会与材料表面形成一层磷化物层,起到隔热效果;•交联阻燃型磷系阻燃剂:磷系阻燃剂能够通过与聚合物分子发生交联反应,增加材料的热稳定性和阻燃性能。
3. 应用磷系阻燃剂广泛应用于各个领域,其中一些典型的应用包括:3.1 建筑材料磷系阻燃剂常用于建筑材料中,以提高其火灾安全性能。
例如,在建筑保温材料中添加磷系阻燃剂可以有效延缓火势发展并降低火灾损失。
3.2 电子电器电子电器行业是磷系阻燃剂的重要应用领域之一。
在电路板、电线电缆、电子元件等产品中,添加磷系阻燃剂可以增加其防火性能,从而提高产品的安全性。
3.3 汽车工业在汽车工业中,磷系阻燃剂被广泛用于汽车内饰材料以及电动汽车的电池包隔热材料中。
这些材料在高温条件下能够保持较好的防火性能,确保车内人员的安全。
3.4 纺织品纺织品中添加磷系阻燃剂可以提高其阻燃性能,减少火灾事故发生的可能性。
新兴污染物-有机磷酸酯类摘要: 随着多溴联苯醚类阻燃剂在世界范围逐渐禁用,有机磷酸酯作为一类重要的有机磷阻燃剂和塑化剂,大量应用于塑料、纺织、家具及其他材料,从而导致了其在环境中的持续释放和分布,由此所引起的环境问题逐步引起了人们的关注。
本文主要概述有机磷酸酯类阻燃剂的研究现状,包括有机磷酸酯类物质的污染现状、毒性以及分析方法。
关键词:有机磷酸酯阻燃剂环境污染毒性分析方法1.引言阻燃剂是一类能够阻止聚合物材料引燃或者抑制火焰传播的添加剂,有机磷酸酯(Organophosphate esters,OPEs) 是一类重要的有机磷阻燃剂(Organophosphorus flame retardants,OPFRs) ,具有阻燃效果持久,与聚合物基材相容性好,耐水、耐候、耐热以及耐迁移等特点,广泛应用于建材家装材料、纺织物品、化工以及电子电气设备中。
由于OPEs主要以添加方式而非化学键合方式加入到材料中,这增加了OPEs 类物质进入周围环境的几率因此,作为一类新有机污染物,OPEs已经受到了美国以及欧洲诸国的高度关注(如图1所示),近几年有关OPEs的研究论文数量快速增长相关论文对OPEs的环境行为、毒性效应以及污染水平等做了初步报道。
2污染现状2.1水体与沉积物中OPEs表2所示为各种水体样品中OPEs的污染情。
由于欧盟率先开始了对澳代阻燃剂的禁用,采用OPEs作为主要替代品,因此在欧洲多国的污水处理厂(waste water treatment plants WWTPs)中均可检出OPEs。
一项针对欧洲各国污水处理厂水质情况调查显示,大多数污水处理厂的出水中可检出磷酸三氯丙酯(tri (chloropropyl) phosphate, TCPP)和磷酸三(2氯)乙酯(tri (2-hloroethyl) phosphate TCEP),其浓度维持在几百个ng/L,并且由于TCPP难降解的特性,TCPP表现出取代TCEP成为主要的含氯OPE、污染物的趋势。
有机磷系阻燃剂阻燃机理有机磷系阻燃剂既可以气相阻燃,也可以凝聚相阻燃。
阻燃机理可因磷阻燃剂结构、聚合物类型及燃烧条件而异。
凝聚相阻燃机理凝聚相阻燃表现为其具有成焦炭作用和涂层作用。
阻燃剂在高温环境下受热分解生成磷酸或者酸酐,具有很强的脱水剂,促使含氧聚合物脱水并发生交联和炭化,形成连续的结构紧密、不易燃烧的焦炭层,从而减少可燃性气体的逸出。
焦炭层不但能够隔绝内部聚合物与氧气的接触,而且还可以使聚合物与外界热传递隔绝而减缓热分解反应。
当受强热时,磷酸可以进一步脱水聚合形成聚磷酸,聚磷酸为玻璃状熔体,当其覆盖在聚合物的表面时可以对聚合物形成包覆作用从而有效阻止氧气的接触及挥发性裂解产物的释放。
气相阻燃机理有机磷系阻燃剂热解所形成的气态产物中含有PO·,它可以抑制H·及OH·,故有机磷阻燃剂可在气相抑制燃烧链式反应:有机磷系阻燃剂的分类按使用方法分类可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂是在聚合物加工过程中,加入具有阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。
反应型阻燃剂是在聚合物制备过程中作为单元体之一,通过化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。
它对聚合物使用性能影响小,阻燃持久添加型阻燃剂(1)磷酸酯磷酸酯是由醇或酚与三氯氧磷反应而得,或有醇或酚与三氯化磷反应,氯气氧化、水解制的。
磷酸酯中主要包括(磷酸三甲苯酯(TCP),磷酸甲苯二苯酯(CDP),磷酸三甲苯酯(TPP)等,脂肪族磷酸酯中较为重要的有磷酸三辛酯(TOP)。
磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能,可称为阻燃型增塑剂,通常将其划归为增塑剂。
增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好,可抑制燃烧后的残余物。
不仅克服了含卤阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体的缺陷,同时改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理性能的缺点,做到了高阻燃性、低烟、低毒害、无腐蚀性气体产生。
无卤磷酸酯类的阻燃效率高,对光稳定剂作用影响小,低毒、腐蚀性小,阻碍复燃,但大多数是液体,挥发性大,耐热性差。
关于磷系阻燃剂发展现状和趋势摘要:近年以来,国内社会经济和科学技术得到很好发展的同时,社会中的火灾事故数量也在逐渐提升,对于社会发展、对于广大人民群众的人身财产安全等等方面都造成了比较大的负面影响。
其中,在火灾事故的预防和处理过程中,磷系阻燃剂具有非常重要的作用,包含吸热作用、覆盖作用和抑制链作用等等,从而提升社会全体的消防安全水平,对于社会发展和广大老百姓来说,这是一种非常有效的保障手段,因此,对于磷系阻燃剂的发展现状和发展趋势需要牢牢把握,使其既可以在当前的消防安全方面发挥出重要的作用,同时其发展也可以为后续的消防安全工作的可持续性发展方面做出非常重要的贡献。
因此,在本文中就将针对磷系阻燃剂发展现状和发展趋势进行系统研究和分析工作。
关键词:阻燃剂;磷系阻燃剂;发展现状;发展前景前言:伴随着科技的进步和人民群众生产生活要求的提升,各种创新材料进入到广大人民群众的日常生活和工作当中,聚合物就是其中之一,这一材料具有很好的质轻价廉、化学稳定性好、成型性好等等优势,在机械、纺织和建筑材料等等领域具有广泛的应用。
但同时也需要意识到,大多数聚合物具有可燃易燃特性,而一旦燃烧,聚合物还会产生熔滴加快火势蔓延以及产生烟尘和一些有毒气体,从而造成人员伤亡以及巨大的经济损失。
在这种情况下,就需要注重聚合物的阻燃技术和阻燃材料,磷系阻燃剂就是其中之一,近年以来的研究热度也居高不下,足以看出社会对于磷系阻燃剂的重视程度。
所以,在接下来的文章中就将针对磷系阻燃剂的发展现状和趋势进行详尽阐述,除此之外,还将提出一定的具有针对性和建设性的意见,试图起到一定的总结和引领作用和效果。
一、关于磷系阻燃剂的概述从上世纪的三十年代开始,各种高分子材料已经广泛且深刻地在各个领域、各行各业中进行广泛的应用,磷系阻燃剂其实就是其中之一。
人类社会在感受到这些高分子材料所提供来的诸多便利和高性能的同时,由于这些材料具有易燃性,因此人类社会还承受着高分子材料所带来的潜在火灾风险[1]。
有机磷阻燃剂简介有机磷阻燃剂是一类常用的阻燃剂,具有良好的阻燃效果和热稳定性。
它们通常用于改善材料的阻燃性能,在各种工业领域得到广泛应用。
本文将介绍有机磷阻燃剂的特点、分类、应用领域和未来发展趋势。
特点有机磷阻燃剂具有以下特点:1.高效性:有机磷阻燃剂可以有效降低材料燃烧时的火焰高度和火焰持续时间,减少火焰蔓延的危险。
2.热稳定性:有机磷阻燃剂可以在高温环境下保持较好的阻燃性能,不易分解或挥发。
3.安全性:有机磷阻燃剂不含氯或溴等有害物质,对环境和健康影响较小。
4.多功能性:有机磷阻燃剂不仅可以提供阻燃性能,还可以改善材料的机械性能和耐候性。
分类根据其化学结构和阻燃机理,有机磷阻燃剂可以分为以下几类:1.磷酸酯类:磷酸酯类阻燃剂通过破坏燃烧的化学链反应,抑制火焰的蔓延。
2.磷氮系阻燃剂:磷氮系阻燃剂能够通过吸热和排放气体等机理阻断火焰的传播路径,有效控制燃烧过程。
3.磷硅系阻燃剂:磷硅系阻燃剂通过封闭材料表面,形成保护层,防止火焰进一步侵入。
应用领域有机磷阻燃剂在众多行业得到广泛应用,包括但不限于以下领域:1.建筑行业:有机磷阻燃剂可以添加到建筑材料中,提高建筑物的阻燃性能,降低火灾发生的概率和火灾蔓延的速度。
2.电子电器行业:有机磷阻燃剂可以用于电子电器设备中,如电视机、电脑等,以提高设备的安全性和阻燃性能。
3.汽车制造业:有机磷阻燃剂可以应用于汽车内饰材料和座椅材料中,提高汽车的阻燃性能,降低火灾发生的危险。
4.能源行业:有机磷阻燃剂可以应用于石油和天然气行业中,用于提高油田井下设备的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
未来发展趋势有机磷阻燃剂作为一种环境友好和高效的阻燃材料,具有广阔的发展前景。
随着科技的不断进步,有机磷阻燃剂的合成方法将变得更加简单和高效。
此外,研究人员还在探索新型有机磷阻燃剂的开发,以及提高有机磷阻燃剂的阻燃性能和热稳定性。
综上所述,有机磷阻燃剂是一类重要的阻燃材料,具有阻燃效果好、热稳定性高、安全环保等特点。
有机磷系阻燃剂的研究与应用随着生活水平的提高和消费安全意识的不断增强,人们对包括纺织品在内的各种消费品的安全性提出了更高的要求。
纺织品一般都是具有易燃或可燃性的材料,容易引起火灾事故,因此对纺织品进行阻燃整理,阻止火焰产生或蔓延,是提高纺织品安全性能一种重要手段,有助于保障消费者的生命财产安全,同时提高产品的附加值。
标签:有机磷系;阻燃剂;研究与应用1有机磷系阻燃剂的研究现状目前,有机磷阻燃剂的研究主要集中在磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、缩聚磷酸酯、次膦酸酯以及有机磷酸盐等方面。
磷酸酯类阻燃剂由于资源丰富、价格低廉,因而应用广泛。
主要包括之含磷的磷酸酯阻燃剂、含氮磷酸酯阻燃剂和含卤磷酸酯阻燃剂,它们大都属于添加剂阻燃剂,具有阻燃与增塑双重功能。
市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。
这些磷酸酯主要用于聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、聚酯、聚烯烃、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯和液晶等高分子材料的阻燃。
只含磷的磷酸酯阻燃剂大多为酚类阻燃剂,国内外已相继研制出了间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、对苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A(二苯基磷酸酯)等低聚磷酸酯阻燃剂。
低聚磷酸酯类化合物是一类很有发展前途的磷系阻燃剂,其相对分子质量高,磷含量高,和传统的单磷酸酯相比,具有与聚合物基材相溶性好、耐迁移、耐挥发、阻燃效果持久等优点;含氮磷酸酯阻燃剂由于氮、磷两种元素的协同作用,发烟量小,基本不产生有毒气体,不仅具有良好的阻燃效果,而且可以明显降低阻燃剂的用量,是目前有机磷系阻燃剂发展的趋势。
含氮磷酸酯阻燃剂中氮元素主要来自化合物中的胺、二胺和三聚氰胺;含卤磷酸酯阻燃剂燃烧后由于卤素生成腐蚀性气体、致癌物等原因,现有关它们的报道较以前要少得多。
但因其阻燃的高效性仍有一些报道,大多为同时含有氯、溴的磷酸酯或高卤含量的磷酸酯。
其中,卤代烷基磷酸酯是一类阻燃性能好,应用广泛的添加型增塑阻燃剂,可广泛应用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、纤维织物以及橡胶等的阻燃,尤其是在软质和硬质聚氨酯泡沫塑料等中具有优异的阻燃性能。
有机卤阻燃剂有机磷阻燃剂
阻燃剂是一种可以减缓或阻止材料燃烧的化学物质。
在防火安全领域,有机卤阻燃剂和有机磷阻燃剂是两种常见的阻燃剂类型。
有机卤阻燃剂是一类含有卤素元素(如溴、氯)的化合物,它们可以在高温下释放出卤化氢气体,从而抑制火焰的蔓延。
有机卤阻燃剂通常应用于塑料、橡胶和其他聚合物材料中,能够有效地提高这些材料的阻燃性能。
与之相比,有机磷阻燃剂则是一类含有磷元素的化合物,它们通过在材料表面形成磷化合物层来阻止火焰的蔓延。
有机磷阻燃剂通常被广泛应用于木材、纺织品和建筑材料等领域,能够有效地提高这些材料的阻燃性能。
虽然有机卤阻燃剂和有机磷阻燃剂都能够有效地提高材料的阻燃性能,但它们也存在一些不足之处。
比如,有机卤阻燃剂可能会释放出有毒的卤化氢气体,对环境和人体健康造成危害;而有机磷阻燃剂则可能存在磷气体释放的问题。
因此,在选择和应用阻燃剂时,需要综合考虑其阻燃效果、环境友好性和安全性等因素。
随着科学技术的不断发展,人们对阻燃剂的要求也越来越高。
未来,我们可以期待看到更加环保、高效的阻燃剂技术的出现,为各种材料的防火安全提供更好的保障。
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阻燃剂及有机磷系阻燃剂的综述1引言材料是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要物质基础,它与信息、能源并列为现代文明的三大支柱,是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。
然而,自20世纪30年代,有机高分子材料进入国民经济的各个领域及人民生活的各个方面后,人类即开始面临新的火灾威胁,原因是这类材料大部分是易燃或可燃的.这不但限制了它们的应用,还给人类社会带来频繁的火灾危害和严重的经济损失,表1。
1列举了半个世纪以来世界各国部分特大火灾.据统计,经济发达的国家和地区在1989-1993年间的年均火灾损失达国民生产总值的0.1-0.4%。
因此,阻燃已成为当前人类提高社会消防能力,确保人民生命和财产免遭火灾的重要措施,以阻燃为目的的高分子材料改性也愈加引人注目,从而大大促进了阻燃材料和技术的研究、生产.制备应用低烟、低毒和环境污染低的阻燃剂是加工绿色阻燃材料的需求.阻燃剂是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)。
一个理想的阻燃剂最好能同时满足下述条件,但这实际上几乎是不可能的,所以选择实用的阻燃剂时大多是在满足基本要求的前提下,在其他要求间折中和求得的最佳的平衡:(1)阻燃效率高,获得单位阻燃效能所需的用量少.(2)本身低毒或基本无毒(对大鼠口服的LD50)5000mg/kg),燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少。
(3)与被阻燃基材的相容性好,不易迁移和渗出。
(4)具有足够高的热稳定性,在被阻燃基材加工温度下不分解,但分解温度也不宜过高,以在250~400度之间为宜。
(5)不致过多恶化被阻燃基材的加工性能和最后产品的物理—机械及电气性能。
可以认为,现有的阻燃剂和阻燃工艺无一不或多或少地对被阻燃高聚物的某一性能或某几种性能会产生不利的影响,而且阻燃剂用量越多,影响越大,所以性能优良的阻燃剂和合理的阻燃剂配方在于能在材料阻燃性和实用性间求得和谐的统一。
(6)具有可接受的紫外线稳定性和光稳定性。
(7)原料来源充足,制造工艺简便,价格低廉。
因为阻燃剂的用量一般比较大,所以它的价格也是一个不可忽视的考虑因素,一个性能较优而价格偏贵的阻燃剂在于一个性能尚能满足使用要求但不甚理想而价格低廉的阻燃剂竞争时,前者往往败北。
2阻燃剂的分类按化学组成来分,阻燃剂可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类;按使用方式的不同,阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两种。
按照阻燃元素的不同,阻燃剂可分为卤系、有机磷系及卤磷系、磷—氮系、锑系、铝磷系、无机磷系、硼系和钼系、锡系、钙化合物、铁化合物等。
前三种属于有机阻燃剂,后几类属于无机阻燃剂。
目前在工业上用量最大的是卤化物、磷(膦)酸酯(包括含卤衍生物)、氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸锌等。
近年来,出现了一类新的膨胀性阻燃剂,还有硅系阻燃剂及本质阻燃高聚物、有机聚合物/无机化合物纳米复合阻燃剂.有机阻燃剂的大规模工业生产和应用,可以认为始于二十世纪的美国,有机阻燃剂绝大部分是含卤(含溴和含氯)、含磷和含氮的有机化合物,其中用量最大的是含氯、含溴和含磷的阻燃剂.2.1 卤系阻燃剂卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一。
主要是氯化石蜡、得克隆、海特酸及其酸酐、六氯环戊二烯、四氯邻苯二甲酸酐等.卤系阻燃剂主要用于电子和建筑工业,美国的溴系阻燃剂从1972年的3.9kt增至1996年的48kt,溴类阻燃剂的新品种也不断涌现,据估计1997年卤系阻燃剂的产值占总阻燃剂产值的49%,估计为11亿元.由于卤系阻燃剂能同时在气相及凝聚相起作用,添加量很少就可赋予材料良好的阻燃性,所以应用极为广泛,但是卤系阻燃剂会降低基材抗紫外线的稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。
当前要求降低阻燃材料燃烧生烟量及有毒气体量呼声日益高涨,并且由于发现多溴二苯醚及其阻燃聚合物燃烧时生成致癌的“多溴代二苯并二噁烷(PBDD)及多溴二苯并呋喃(PBDF)”等愿意使溴系阻燃剂的应用受到一定得影响。
不过人们一直在努力寻找新型高效、低毒、低烟及对环境友好的阻燃剂,一些高效、对环境友好的磷系阻燃剂相继被开发、投入使用.2。
2 磷系阻燃剂磷系阻燃剂可用于热塑性塑料、热固性塑料、织物、纸张、涂料和胶黏剂等阻燃.磷系阻燃剂可分为无机磷和有机磷化合物两类。
在无机磷阻燃剂中以聚磷酸铵、膦酸盐、磷酰胺、磷—氨基化合物和红磷为主,在有机阻燃剂中以磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、有机磷盐和氧化膦为主。
此外,还有多种取代基的化合物(如含卤磷酸酯、含磷多元醇等)、齐聚物以及磷—氮化合物等。
目前全球阻燃剂中磷系约占14%,虽然比例不大,但发展很快,美国、西欧地区均超过增塑剂的平均增长速度。
2。
3 含氮阻燃剂含氮阻燃剂目前只是一个小品种量的阻燃剂,但由于它符合阻燃剂发展的潮流.含氮阻燃剂包括三大类:双氰胺、蜜胺及其盐、胍盐(包括碳酸胍、磷酸胍、缩合磷酸胍和氨基磺酸胍)。
2.4 膨胀型阻燃剂此类阻燃剂主要指以磷、氮为主要组成的阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂。
目前,国外已有商品化得膨胀型阻燃剂,如美国的Great Lakes公司开发的CN-329磷酸酯三聚氰胺盐、美国Borg—Warner化学品公司研制的笼状结构的膨胀性阻燃剂(Melabis)等,但制造成本高,达到大规模工业化应用还有待时日。
3阻燃剂的发展趋势自20世纪80年代以来,阻燃剂已成为仅次于增塑剂的合成材料用量最大的助剂。
据日本Shibaura Institute of Technology 对主要通用塑料盒工程塑料统计,全球约有16%的塑料是阻燃化的,按近年塑料年消费12000万吨计算,年阻燃塑料消费为1900万吨。
近年全球每年纺织品消费量约为6500万吨,按5%的阻燃化比例计算,每年阻燃纺织品的消费量约为330万吨,加之阻燃橡胶和涂料等,现行全球的阻燃材料年消费量约为2500万吨。
2002年全球阻燃剂消费量达到105万吨,按区域和品种的消费比例结构如表1.2所示。
按国家计算,以美国的阻燃剂消费最大,2002年阻燃剂销售额为9.69亿美元,年增长5%.从上表可以看出,越是经济发达的区域其阻燃剂消费量越大,亚洲除日本以外区域的人口占全球人口的一半,而阻燃剂的消费与日本相当,由此可见发展中国家的阻燃剂材料还有很大的发展空间。
就阻燃剂应用品种可以看出,发达国家区域的非卤素阻燃剂用量大大超过了卤素阻燃剂,而亚洲的发展中国家区域的阻燃剂消费仍以卤素阻燃剂为主,用量达60%。
另外由于欧洲的环境和绿色和平组织的推动,欧洲区域的卤素阻燃剂用量比例是全球最低的,只占总用量的32%,而美国、日本分别为43%、42%,亚洲的发展中国家区域占68%。
国外的阻燃剂目前以无机体系为主,且主要是氢氧化铝、氢氧化镁。
我国阻燃科学的研究起步较晚,从60年代后期开始发展,直到80年代才得到迅速发展.1985年国内的阻燃剂品种只有40多种,产量约5000吨,仅为美国阻燃剂年产量的十分之一.1998年,国内阻燃剂的年产量已达7万多吨,2000年需求量达9万多吨.而我国的阻燃剂中氯系(主要是氯化石蜡)占69%,无机体系仅占阻燃剂的17%左右,相对处于比较落后的阶段,而且是以牺牲环境为代价。
由此可以看出阻燃剂发展的主要趋势为:(1)无卤化趋势。
(2)含磷、氮的膨胀型阻燃剂及氮基阻燃剂将进一步得到发展;磷—氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂,它不含卤素,也少采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的聚合物受热时,表面能够生成均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生融滴现象,故具有良好的阻燃性能.(3) 聚合物/无机纳米复合材料。
目前阻燃剂主要有反应型和添加型,但这通常会导致材料成本高、某些性能恶化、加工难度增加而引起的一些问题。
20世纪80年代兴起的聚合物/无机纳米复合材料开辟了阻燃高分子材料的新途径,被国外誉为阻燃技术的革命。
(4)阻燃剂复配技术。
阻燃剂的复配技术包含两方面的含义:一是不同阻燃剂之间的复配问题;二是阻燃剂与不同的基体、不同的助剂之间的复配问题。
实践证明,一些阻燃剂只适用于一定的基体树脂,因此,不同的基体树脂要注意选择合适的阻燃剂。
有时使用单一的阻燃剂往往需要加入量很大才能起到阻燃作用。
而将两种或多种阻燃剂进行复配时,阻燃效果大大增加,同时,可减少阻燃剂的用量。
如聚烯烃阻燃时,为达到同样的阻燃效果,须添加5%的磷或40%的氯或20%的溴,而采用磷、溴复合时,只需添加0。
5%的磷和7%的溴。
总之,进行阻燃剂复配时,就是要充分考虑聚合物的热力学性能后选择最适宜的阻燃剂品种,最大限度地发挥阻燃剂的协同性,同时考虑与各种助剂如增塑剂、热稳定剂、分散剂、偶联剂、增韧剂之间的相互作用,达到减少用量、提高阻燃效果的目的.常见的多功能的阻燃剂体系有:锑—卤体系、磷-卤体系和磷-氮体系等。
4研究项目-—有机磷系阻燃剂当前卤素阻燃剂面临严峻挑战,开发新型阻燃剂来代替传统的卤素阻燃剂已是迫在眉睫,而磷系阻燃剂正是一种较理想的高效低毒的阻燃剂,可同时在气相和凝聚相起阻燃作用。
有机磷阻燃剂品种多、用途广泛,它之所以成为阻燃剂研究中的热点,首先从阻燃效力看,达到同一阻燃指标,含磷阻燃剂比任何其它元素阻燃剂单独使用时所需的含量重量百分数都低;其次有机磷阻燃剂的很多品种还同时具有增塑、热稳定等作用,对提高高分子材料的综合性能有十分重要的作用,有些有机磷系阻燃剂还是膨胀型阻燃剂的主要活性组分。
加之我公司地处什邡,具有丰富的磷资源,因此我们的着眼点即在于有机磷系阻燃剂。