磷酸酯阻燃原理
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磷阻燃原理
磷阻燃原理主要是通过添加含磷化合物来提高材料的阻燃性能。
磷化合物在高温下分解,产生磷氧酸和磷酸酯等物质。
这些物质能够与燃烧产物中的氢气和自由基反应,形成磷酸盐和磷酸酯盐等无燃烧产物,从而抑制火焰的蔓延。
具体来说,含磷阻燃原理主要包括以下几个方面:
1. 磷化合物的热分解:磷化合物在高温下发生热分解,产生磷氧酸和磷酸酯等无燃烧产物。
2. 脱水炭化:红磷受热分解,可和周围空气中的氧气发生反应生成含氧磷酸,这种含氧酸的吸水性比较好,能让燃烧聚合物表层脱水炭化形成炭化层。
这样不但能够将外部的氧、挥发性可燃物和热与聚合物隔离,减少可燃性挥发组分的释放,还具备吸热性,降低聚合物表面的氧化热,实现凝聚相阻燃。
3. 自由基捕捉:红磷的热解产物PO·自由基进入气相后,还可以捕捉燃烧火焰中大量的H·、HO·自由基,切断火焰氧化链反应,起到气相阻燃的作用。
以上信息仅供参考,如需获取更多信息,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
磷酸三甲酯阻燃机理
磷酸三甲酯(TMPP)是一种常用的阻燃剂,它在阻燃材料中发
挥着重要作用。
磷酸三甲酯主要通过以下几种机理来实现阻燃效果:
1. 水解反应,磷酸三甲酯在高温下会发生水解反应,生成磷酸
和甲醇。
磷酸可以与燃烧产生的自由基反应,形成磷氧化物层,阻
止氧气和燃料的接触,从而起到阻燃的作用。
2. 热稳定作用,磷酸三甲酯可以在高温下分解,吸收热量,从
而减缓材料燃烧的速度,延长燃烧时间,提高材料的阻燃性能。
3. 减少烟雾生成,磷酸三甲酯在燃烧过程中可以降低烟雾的生成,减少有害气体的排放,提高火灾场景下的人员逃生时间。
总的来说,磷酸三甲酯通过水解反应、热稳定作用和减少烟雾
生成等机理,发挥着阻燃剂的作用,为防火安全提供了重要保障。
在实际应用中,磷酸三甲酯作为一种高效的阻燃剂,被广泛应用于
塑料、橡胶、涂料等材料中,提高了这些材料的阻燃性能,保护了
人们的生命财产安全。
磷酸酯熔点磷酸酯是一类重要的有机化合物,具有广泛的应用领域。
本文将从磷酸酯的定义、性质、制备方法以及应用等方面进行介绍。
一、磷酸酯的定义磷酸酯是指由磷酸和醇反应得到的化合物。
磷酸酯分子中的磷酸基团与一个或多个醇基团通过酯键连接在一起。
磷酸酯可以看作是酯化反应的一种特殊情况。
二、磷酸酯的性质1. 磷酸酯具有较高的熔点,一般在100℃以上。
这是由于磷酸酯分子中含有磷酸基团,磷酸基团的存在增加了分子间的相互作用力,使得磷酸酯的熔点升高。
2. 磷酸酯具有较好的溶解性。
大多数磷酸酯可以溶解在有机溶剂中,如醇、醚等。
但是,由于磷酸酯分子中含有磷酸基团,磷酸酯在水中的溶解度较低。
3. 磷酸酯具有较好的稳定性。
由于磷酸酯分子中含有磷酸基团,磷酸酯的化学性质较为稳定,不容易被热分解或氧化。
三、磷酸酯的制备方法1. 酯交换反应:将磷酸与醇反应,生成磷酸酯。
这是一种常用的制备磷酸酯的方法,反应条件较为温和,适用于大多数醇类和磷酸之间的反应。
2. 磷酸化反应:将醇直接与磷酸酐反应,生成磷酸酯。
这是一种较为简单的制备磷酸酯的方法,但适用于醇的种类较少。
3. 氧化磷酸酯:将磷酸酯在氧化剂的作用下进行氧化反应,生成磷酸。
这是一种较为特殊的制备磷酸酯的方法,适用于某些特定的磷酸酯。
四、磷酸酯的应用1. 磷酸酯是一类重要的溶剂,广泛应用于有机合成领域。
由于磷酸酯具有较好的溶解性和稳定性,能够溶解并催化某些有机反应,因此在有机合成中具有重要的应用价值。
2. 磷酸酯是一类重要的增塑剂。
由于磷酸酯具有较好的可塑性和稳定性,能够增加塑料的柔韧性和延展性,因此被广泛用于塑料制品的生产中。
3. 磷酸酯是一类重要的阻燃剂。
由于磷酸酯具有较好的阻燃性能,能够降低材料的燃点和火焰传播速度,因此在电子电器、建筑材料等领域被广泛应用。
4. 磷酸酯是一类重要的润滑剂。
由于磷酸酯具有较好的润滑性,能够减少摩擦损失和磨损,因此在润滑油、润滑脂等领域具有广泛的应用。
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·212 ·fine , the temperature of battery fluctuated between 147 and 155 ℃ when the ability of resisting high temperature of battery was tested at the oven temperature of 150 ℃, and the effect of TCEP on cycle performance of battery is very small. Therefore , TCEP is a better flame retardant additive for lithium ion batteries. 2 [1~5 ]目前 ,小容量锂离子电池已成功应用于手机、数码相机、笔记本电脑等。
同时 ,大容量高功率锂离子动力电池也具有很好的应用前景 ,如将其作为电动车的动力电源 , 可以提供更大的动力与更长的行程。
因此 ,大容量锂离子电池的研究 ,引起了众多国内外科学工作者的研究兴趣。
大容量锂离子动力电池商业化的主要障碍就是安全性问题 ,尤其是在滥用 ( 如热冲击、过充、过放、短路等) 状态下 ,电池往往存在着火、爆炸等安全隐患。
所以需在电解液中加入阻燃添加剂以提高电池的安全性能 ,使电池在滥用状态下不产生燃烧和爆炸。
2006205211 收稿 ,2006210225 接受贺艳兵 ,硕士生 ,26 岁 ,现从事锂离子电池电解液研究。
3 联系人 ,E2mail : zytang @tju. edu. cn 男国家自然科学基金资助项目 (20273047)lithium ion batteries. Both the decomposition voltage and temperature of TCEP and the morphology image of the graphite 2 negative electrode after 100 cycles was investigated by cyclic voltammetry , differential thermal analysis (DTA) and scanning is 417V , three endothermic peaks were found on the curve of DTA at the temperature of 250 , 280 and 320℃ when the electron microscopy ( SEM) when the electrolyte of 1 molΠ LiPF6 + EC + DMC (1Π by mass) containing 715 (wt) % TCEP. L 1 The effects of electrolyte containing 3 ( wt ) % and 715 ( wt ) % TCEP on the safety and cycle performance of battery was安、差热分析 (DTA) 和电子扫描电镜 ( SEM) 研究了电解液 1molΠ LiPF6 + EC + DMC ( 质量比 1Π ) 中添加 715 L 1(wt) % TCEP 时 TCEP 的分解电位、分解温度和电池 100 次循环后的负极表面形貌 ,用高温测试和电化学测试手段考察了电解液中添加 3 (wt) %和 715 (wt) % TCEP 对电池安全性和电化学性能的影响。
一:磷酸酯合成基础油的性能磷酸酯分为正磷酸酯和亚磷酸酯两类,其中正磷酸酯又可分为伯、仲、叔磷酸酯,适于作合成油使用的主要是叔磷酸酯。
磷酸酯的性能如下:1)物理性能:磷酸酯的密度大致在0.90~1.25kg/cm3之间,挥发性通常低于相应粘度的矿物油,粘度随分子量的增大而增大,烷基芳基磷酸酯粘度适中,并有较好的粘温性能。
2)难燃性:难燃性是磷酸酯最突出特性之一,在极高温度下磷酸酯也能燃烧,但它不传播火焰,着火后会很快自灭。
3)润滑性:由于磷酸酯含有元素磷,是一种很好的润滑材料,可用作极压抗磨剂。
4)水解稳定性:由于磷酸酯是有机醇或酚与无机磷酸反应的产物,故其水解稳定性不好。
在一定条件下,磷酸酯可以水解,特别是油中的酸性物质会起到催化水解的作用。
5)热氧化稳定性:磷酸酯的热稳定性和氧化稳定性取决于酯的化学结构。
通常三芳基磷酸酯的允许使用温度范围为150~170℃,烷基芳基磷酸酯的允许使用温度范围为105~121℃。
6)溶解性:磷酸酯对许多有机化合物具有极强的溶解能力,是一种很好的溶剂。
二:多元醇酯型难燃液压油与普通抗磨液压油的混用问题多元醇酯型液压油(polyol ester,也称为脂肪酸酯型、HFDU型难燃液压油)是由高性能的合成酯与精选的添加剂调配而成,具有铁金属和非铁金属的防腐保护作用,优异的氧化安定作用。
因其很高的自燃点,所以在航空、电力、钢铁冶金等特殊行业被应用,多元醇酯型液压油与液压系统材料有很好的相容性,能与大多数密封材料相容,特别是:丁腈橡胶,氟橡胶,聚四氟乙烯,硅橡胶,氨基甲酸酯(URETHANE)。
但是下列密封件最好不要使用:氯丁橡胶(Neoprene),丁基橡胶(butyl),乙丙烯橡胶(EPR),低密度丁腈橡胶(Low nitrile Buna-N)。
同时,因该种液压液很容易和矿油型液压油互换,且性能优异,有很好的生物可降解性等优点,尽管其价格是矿油型液压油的两倍以上,仍然被使用在许多对于阻燃和环保要求较高的场所。
磷系阻燃剂及其阻燃机理磷系阻燃剂是一类高效、稳定、使用领域宽泛的含磷阻燃剂,按使用方法可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。
添加型阻燃剂使用方式便捷并且应用领域广泛,反应型阻燃剂相容性好、阻燃效果稳定,广受人们青睐。
根据磷系阻燃剂的性质及组成,可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,其中无机阻燃剂包括红磷、聚磷酸铵(APP) 等,有机阻燃剂大多数是磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、亚膦酸酯等,并且有机阻燃剂种类及衍生物较多,磷系阻燃剂的分类及特点如下表所示。
磷系阻燃剂在常见塑料中应用领域广泛,除了单独添加无机阻燃剂或有机阻燃剂外,有时将有机/无机阻燃剂以不同比例复配使用,或与含其它元素阻燃剂协同作用形成稳定的炭层结构,磷系阻燃剂在塑料中应用的主要方法如下表所示。
磷系阻燃剂的阻燃机理在凝聚相中,磷系阻燃剂通过热分解在聚合物表面形成磷酸及多磷酸的粘层膜,使聚合物达到难燃目的;燃烧过程中产生PO·和HPO·等自由基,在气相中捕捉活性H·或者OH·(如下图所示),通过自由基的结合达到气相阻燃的效果,可以使聚合物热解速率下降。
磷系阻燃剂在下面几个角度充分发挥作用:1)通过隔离氧气、热量的方法在材料表面形成阻止燃烧的炭层,从而使材料LOI(烧失量) 提高且效果明显;2)在材料表面形成致密的炭层,从而防止材料受热继续分解;3)燃烧接触层表面脱水生成的水蒸气可以稀释氧气、氧自由基及可燃气体的浓度;4)磷酸及多磷酸多呈粘稠状的物质,覆盖于基材表面的焦炭层上,从而使焦炭层隔离可燃气体及热量达到保护作用。
综上所述,磷系阻燃剂效率高、使用方式便捷、阻燃效果明显,在未来的发展中会备受青睐。
善贞实业(上海)有限公司:182严1748先5743生。
磷酸酯抗燃油随着电力工业大容量,高参数机组投建愈来愈多,调节系统工作介质的额定压力也随之升高,而矿物油的自燃点为350℃左右,增加了油泄漏到主蒸汽管道(>530℃)而导致火灾的危险性,为了保证机组安全运行,调节系统的控制液多用抗燃油.一,磷酸酯抗燃油的基本概念磷酸酯抗燃油是应用较普遍的一种,通常只有叔磷酸酯才适合做抗燃液压油,抗燃油必须具备难燃性,良好的润滑性和氧化安全性,低挥发性和好的添加剂感受性。
二,磷酸酯抗燃油的分类分类:磷酸酯抗燃油可分为芳基磷酸酯,烷基磷酸酯和芳基—烷基混合磷酸酯三种。
三,磷酸酯抗燃油的性能密度;磷酸酯抗燃油的密度大于1,一般为1.11—1.17间。
粘度:芳基结构对磷酸酯的粘度影响较大,三芳基磷酸酯的粘度大于相同分子量的三烷基磷酸酯。
酸值:酸值高能加速磷酸酯的水解,缩短油的使用寿命,故酸值愈小愈好,新油的酸值与含烷全酯化产物的量有关。
优良的抗燃性:磷酸酯作用在于其切断火源后,会自动熄灭,不再继续燃烧。
挥发性:三芳基磷酸脂有低的挥发性,有侧链时愈是变低。
抗燃油挥发性能比汽轮机油好。
润滑性和抗磨性:三芳基磷酸酯常用作润滑剂的抗磨,添加剂,许多机械,轴承和泵采用其做润滑剂后,使用寿命都比用矿物油长。
抗腐蚀性:三芳基磷酸酯的腐蚀性很小,中性酯不腐蚀黑色金属和有色金属,酯在金属表面上形成的膜还能保护金属表面不受水的作用。
水解安全性:磷酸酯是一种合成液,在一定条件下能水解,其水解性能与分子量及分子结构密切相关。
润滑系统应用抗燃油要特别注意水解安全性。
四.磷酸酯抗燃油的应用及监督电厂用抗燃油的验收,运行监督及维护管理应按DL—Y571—95标准要求进行,才能保证机组的安全运行。
(一)新油验收①新油以桶装形式交货,按GB7595方法进行。
②实验用油应是每个桶所取油样混合后的样品。
如发现油受污染,应逐桶取样,核对牌号标志。
④所取样品均应保留一份,以备复查。
(二)运行中的取样①常规监督实验,一般从冷油器出口,油管路入口,旁路再生装置入口或油箱底部取样。
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。
无机磷系阻燃剂的作用机理
无机磷系阻燃剂作为一种重要的阻燃剂,其作用机理主要包括
以下几个方面:
1. 碳化作用,无机磷系阻燃剂在高温下分解,释放出磷化氢等
气体,这些气体可以与燃烧物表面的碳形成炭化层,阻止氧气进一
步与燃烧物接触,从而减缓燃烧速率。
2. 磷氧酸盐作用,无机磷系阻燃剂分解后生成的磷氧酸盐可以
与燃烧物表面的金属离子形成稳定的磷酸盐复合物,这些复合物可
以起到隔热和抑制燃烧的作用。
3. 水合作用,无机磷系阻燃剂中的磷酸盐可以吸收周围的水分,形成水合物,从而降低燃烧物的温度,延缓燃烧过程。
4. 涂层效应,无机磷系阻燃剂可以在燃烧物表面形成一层致密
的磷酸盐涂层,这层涂层可以隔离氧气和燃烧物之间的接触,起到
阻燃的作用。
5. 催化作用,无机磷系阻燃剂中的磷化合物可以作为催化剂,
加速燃烧物分解和炭化的反应速率,从而提高阻燃效果。
综上所述,无机磷系阻燃剂的作用机理主要包括碳化作用、磷氧酸盐作用、水合作用、涂层效应和催化作用等多个方面。
这些机理相互作用,共同发挥作用,从而有效地抑制燃烧过程,提高材料的阻燃性能。
TPHP阻燃剂是一种常见的有机磷阻燃剂,其化学结构为三苯基磷酸酯。
它可以通过在多种塑料和聚合物中加入来提高其阻燃性能。
TPHP阻燃剂具有很高的热稳定性和低挥发性,能够有效减少火灾发生时有害气体和有毒烟雾的产生。
TPHP阻燃剂的结构包含一个磷原子与三个苯环相连。
这种结构使得TPHP阻燃剂具有很好的热稳定性和低挥发性。
磷原子的存在使得TPHP可以在高温条件下稳定分解,释放出磷氧化物,形成保护层,起到隔热和阻燃的作用。
TPHP阻燃剂的结构还赋予了它很好的相容性和可加工性。
它可以与各种塑料和聚合物相容,不会对材料的物理和机械性能产生明显的影响。
这使得TPHP阻燃剂可以广泛应用于各种塑料制品,如电子产品、建筑材料、汽车零部件等。
在这些应用中,TPHP阻燃剂能够显著提高材料的阻燃性能,降低火灾发生时的危险性。
除了优异的阻燃性能外,TPHP阻燃剂还具有较低的毒性和环境友好性。
它不含有机卤素化合物,不会产生有害的气体和烟雾,对环境和人体健康的影响较小。
这使得TPHP阻燃剂成为一种理想的阻燃材料选择,符合现代社会对于安全性和环保性的要求。
总之,TPHP阻燃剂作为一种有机磷阻燃剂,以其优异的阻燃性能、热稳定性、相容性和环保性受到广泛应用。
它的结构特点使得它能够在高温条件下稳定分解,形成保护层,有效减少火灾的发生和蔓延。
在未来的发展中,TPHP阻燃剂有望在更多领域发挥作用,为社会的发展和人们的生活带来更多的安全与便利。
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。
高分子材料的阻燃机理详解聚合物的燃烧是一个非常激烈复杂的热氧化反应,具有冒发浓烟或炽烈火焰的特征。
燃烧的一般过程是在外界热源的不断加热下,聚合物先与空气中的氧发生自由基链式降解反应,产生挥发性可燃物,该物达到一定浓度和温度时就会着火燃烧起来,燃烧所放出的一部分热量供给正在降解的聚合物,进一步加剧其降解,产生更多的可燃性气体,火焰在很短的时间内就会迅速蔓延而造成一场大火。
阻燃剂是一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。
根据其使用方法可分为添加型和反应型两类,添加型阻燃剂是在塑料的加工过程中掺入塑料中,多用于热塑性塑料。
反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上,多用于热固性塑料,有些反应型阻燃剂也可用作添加型阻燃剂。
按照化学结构,阻燃剂又可分为无机和有机两类,在这些化合物中多含有卤素和磷,有的含有锑、硼、铝等元素。
1. 阻然剂的阻燃效应阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物理或化学变化的速度,具体说来,这些作用体现在以下几个方面。
(1) 吸热效应其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难,例如,硼砂具有10个分子的结晶水,由于释放出结晶水要夺取141.8kJ/mol 热量,因其吸热而使材料的温度上升受到了抑制,从而产生阻燃效果。
水合氧化铝的阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。
另外,一些热塑性聚合物裂解时常产生的熔滴,因能离开燃烧区移走反应热,也能发挥一定的阻燃效果。
(2) 覆盖效应其作用是在较高温度下生成稳定的覆盖层,或分解生成泡沫状物质,覆盖于高聚物材料的表面,使燃烧产生的热量难以传入材料内部,使高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出,并对材料起隔绝空气的作用,从而抑制材料裂解,达到阻燃的效果。
如磷酸酯类化合物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。
(3) 稀释效应此类物质在受热分解时能够产生大量的不燃性气体,使高聚物材料所产生的可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围,从而阻止高聚物材料的发火燃烧。
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)膦酸脂膨胀型阻燃剂基本知识膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂,含这类阻燃剂受热时表面能形成一层致密泡沫炭层起到隔热、隔氧、抑烟又能防止熔滴;具有良好的阻燃性能。
我国自1992年就开始有研究成功的报告,至今有多个研究单位从事这方面的开发,但仍未见工业规模的生产报道。
一直没有达到规模生产的原因可能有两个:一是产品中留有尚未反应的无机酸反映在阻燃制品表面有吸潮现象;另外一个就是膨胀型阻燃剂是一些大分子化合物合成;其最后一步是固相反应,它的传质、传热过程太复杂而至今工业化有一定困难。
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。
磷酸酯阻燃原理
磷酸酯阻燃剂的阻燃原理主要表现在以下几个方面:
1. 热分解:磷酸酯在高温下会发生热分解,分解产生的水和酸性物质可以稀释可燃物,同时释放出的气体可以隔绝氧气或稀释可燃气体,从而达到阻燃的目的。
2. 化学反应:磷酸酯中的磷元素具有较高的反应活性,可以与可燃物中的氢元素发生
化学反应,生成不易燃的含磷化合物,从而降低可燃物的燃烧性。
3. 形成保护层:磷酸酯在高温下可以形成一层保护性炭层,该炭层具有很好的隔热、
隔氧功能,可以有效地阻止可燃物与外界空气的接触,进一步降低燃烧的可能性。
4. 释放阻燃气体:某些磷酸酯在受热时会释放出一些阻燃气体,如氨气、氮气等,这
些气体可以稀释可燃物周围的氧气或化学阻燃剂,进一步降低可燃物的燃烧程度。
磷酸酯阻燃剂通过上述多种方式协同作用,达到有效阻燃的目的。