MRP系列高效微胶囊红磷阻燃剂的阻燃特性与阻燃机理

含磷阻燃剂的阻燃机理含磷阻燃剂被广泛应用于各个领域，如建筑材料、电子产品、汽车等，以提供阻燃性能，保护人们的生命和财产安全。

本文将从阻燃机理的角度，对含磷阻燃剂的作用原理进行解析。

阻燃剂的作用机理主要有三种：物理隔离作用、化学反应作用和气相作用。

其中，含磷阻燃剂主要通过化学反应作用和气相作用两种机制发挥阻燃效果。

化学反应作用是含磷阻燃剂的主要机制之一。

含磷阻燃剂中的磷元素能够与燃烧过程中产生的自由基反应生成磷氧化物，从而抑制火焰的蔓延。

磷氧化物既可以在固态表面形成保护层，防止热量传递和氧气扩散，又可以在气相中作用于燃烧反应链中的自由基，中断燃烧反应，从而达到阻燃的效果。

气相作用也是含磷阻燃剂的重要机制之一。

在燃烧过程中，含磷阻燃剂中的磷元素会在高温下分解，并释放出磷氧化物、磷酸等气体。

这些气体能够与燃烧产物中的自由基反应，生成稳定的磷氧化物，阻断燃烧的链式反应，减缓火势的发展。

除了以上两种机制，含磷阻燃剂还可以通过物理隔离作用来阻止火焰的蔓延。

物理隔离作用是指含磷阻燃剂中的无燃料成分在燃烧过程中形成的保护层，防止热量传递和氧气扩散。

这种机制使得燃烧区域的温度降低，火焰的蔓延速度减缓，有效地延缓了火势的发展。

磷元素在含磷阻燃剂中的形式有多种，如磷酸盐、磷酸、磷酸酯等。

不同形式的磷元素具有不同的阻燃效果。

磷酸盐是一种常见的含磷阻燃剂，其具有良好的阻燃性能和热稳定性，广泛应用于各个领域。

磷酸酯类阻燃剂则具有较高的热稳定性和低烟性能，适用于高温环境下的阻燃要求。

总结起来，含磷阻燃剂主要通过化学反应作用和气相作用两种机制来发挥阻燃效果。

磷元素能够与燃烧产物中的自由基反应，生成磷氧化物等稳定产物，阻断火势的发展。

同时，磷元素的分解产物能够与燃烧过程中的自由基反应，中断燃烧的链式反应，减缓火势的发展。

此外，含磷阻燃剂还可以通过物理隔离作用来阻止火焰的蔓延。

这些机制的协同作用，使得含磷阻燃剂具有出色的阻燃性能，为保护人们的生命和财产安全发挥了重要作用。

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－CEPPA2.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。

红磷阻燃机理1. 红磷的阻燃机理红磷受热分解，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。

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。

2. 红磷阻燃的缺点（1）红磷在空气中很容易吸收水分，生产H3PO4、H3PO3、H3PO2等物质，使红磷变粘，失去流动性，而产生的磷酸更易吸水。

如果红磷存在于高分子材料制品中，红磷吸潮氧化，使制品表面腐蚀后失去光泽和原有性能，并慢慢向内层腐蚀，同时产生的含氧酸也会腐蚀加工设备。

（2）红磷与树脂的相容性差，而且会出现离析沉降，使树脂的粘度上升，给树脂的浇铸、浸渍、操作等带来困难，也会导致合成材料的性能下降。

（3）红磷长时间和空气接触，不但会生成磷的含氧酸，还会释放出剧毒PH3气体，对环境和人体都是不利的。

（4）红磷吸湿性、不稳定性对塑料制品的物理性有不良影响，尤其是对弱电元件的漏电性、高压元件的绝缘性影响更甚。

（5）红磷本身的紫红色，会让制品着色。

（6）红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧和爆炸等危险。

3. 红磷的微胶囊包覆尽管红磷阻燃剂的缺点较多，但其在应用过程中是比较环保的，而且阻燃效果优异，是一种优良的无卤阻燃剂。

为了尽可能地发挥红磷的阻燃性能并克服或消除其缺点，一般需对红磷阻燃剂进行微胶囊包覆。

微胶囊包覆红磷又称微胶囊化红磷，其目数可达到800~1000目，使用不同的囊材对红磷进行微胶囊化处理，即可获得微胶囊包覆红磷(囊材常用的有三聚氰胺甲醛树脂，也可采用无机(如硼酸锌等)/有机双包覆技术)。

阻燃剂微胶囊化的制备原理是将阻燃剂在机械搅拌和分散剂的作用下迅速均匀悬浮在液相中，用合适的囊材在其表面通过物理或化学的方法形成微米级厚度的致密囊壁，使阻燃剂免受外界环境如热、光、氧气、水气、酸、碱等的影响。

红磷作为阻燃协效剂在阻燃材料中的应用作者：田稣奇来源：《科教导刊·电子版》2014年第24期摘要阻燃剂的协同效应理论是提高高分子材料阻燃效率的一种有效手段，已成为当前研究开发高效阻燃剂的主要指导理论之一。

其中，围绕磷展开的协效阻燃剂研究开发是当前阻燃剂开发领域的热点。

本文主要介绍了以红磷为阻燃协效剂，与纳米改性氢氧化铝以及在磷—氮协效阻燃剂中的协效阻燃作用，展望了阻燃剂未来的发展方向和前景。

关键词红磷阻燃材料阻燃协效剂磷—氮协效阻燃剂中图分类号：TQ314 文献标识码：A1绪论红磷作为阻燃剂，存在下述缺点：（1）红磷在空气中很容易吸收水分，生成H3PO4，H3PO3，H3PO2等物质，使制品表面被腐蚀而失去光泽和原有的性能，并慢慢向内层深化；（2）红磷与树脂的相容性差，不仅难以分散，也会导致合成材料的性能下降；（3）红磷长期与空气接触，在生成磷的含氧酸的同时，会放出剧毒的PH3气体，污染环境；（4）红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧及爆炸危险；（5）红磷的深紫红色易使被阻燃的制品着色。

上述缺点严重限制了红磷的直接应用，所以对红磷做阻燃剂时进行改性至关重要。

阻燃剂的协同效应理论是提高高分子材料阻燃效率的一种有效手段。

围绕磷展开的协效阻燃剂研究开发室当前阻燃剂开发领域的热点。

2磷—氮协效阻燃剂的研究与应用磷-氮协效阻燃剂可以分为反应型和添加型两大类，目前使用的大部分磷—氮协效阻燃剂属于添加型，主要包括膨胀性阻燃剂、磷腈类阻燃剂、含氮氧杂膦菲类阻燃剂等。

（1）膨胀型阻燃剂是磷—氮协效阻燃剂品种最多、应用最广的一大类，它以P、N、C为核心元素，通过复配或化合按一定比例构成碳源（成炭剂）、酸源（脱水剂）和气源（膨胀剂）。

目前膨胀型阻燃剂中研究较活跃的是对传统的聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺磷酸盐（MP）、三聚氰胺氰脲酸盐（MCA）等进行改性或复配处理以及合成新型含氮磷酸酯类等。

Xiao-PingHu等将APP与由三聚氯氰、氨水和二乙烯三胺合成的成炭剂CA复配组成新型膨胀体系，在PE中应用后，阻燃性能优良，如表1所示。

微胶囊化红磷的阻燃机理及其在聚合物中的应用摘要：本文介绍了微胶囊化红磷阻燃剂的优越性能及制备方法，探讨了微胶囊化红磷的阻燃机理，综述了微胶囊红磷阻燃剂的国内外研究进展情况，并且列举了该阻燃剂在聚合物中的具体应用。

关键字：微胶囊化红磷；阻燃机理；应用1 优越性能1.1 红磷的缺点红磷是一种优良的无机阻燃剂，阻燃效率高，与其他阻燃剂相比，达到相同阻燃级别所需添加量少，因而对材料的物理力学性能影响小。

但它暴露在空气中容易吸潮、氧化生成磷酸并释放出剧毒的磷化氢气体；同时，红磷与大多数聚合物的相容性较差，影响产品的阻燃与力学性能。

如果将普通红磷微胶囊化，则可从根本上克服上述缺点，因而受到了各国科研人员的高度重视[1,2]。

红磷作为阻燃剂，存在下述缺点: 1)红磷在空气中很容易吸收水分，生成H3PO4，H3PO3，H3 PO2等物质，使制品表面被腐蚀而失去光泽和原有的性能，并慢慢向内层深化；2)红磷与树脂的相容性差，不仅难以分散，也会导致合成材料的性能下降；3)红磷长期与空气接触，在生成磷的含氧酸的同时，会放出剧毒的PH3气体，污染环境；4)红磷的吸湿性和表面不稳定性对塑料制品的物理性能有不良影响，尤其对弱电元件的漏电性和高压元件的绝缘性影响更甚；5)红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧及爆炸危险；6)红磷的深紫红色易被阻燃的制品着色。

上述缺点严重限制了红磷的直接应用。

因此，红磷作为阻燃剂，只有经过表面处理后才有实际的应用价值[3,4]。

1.2 微胶囊化红磷的优点微胶囊化红磷（亦称包覆红磷）是国际上近几年来发展起来的高效新型阻燃剂，是在细微的红磷粉末上，通过各种方法在其表面包覆一层极薄的高分子薄膜或氧化物薄膜。

它不仅克服了红磷在使用中的几乎全部缺点，同时赋予其新的优越性能：热稳定好，易于高聚物相容，无毒无味低烟，耐候性好，贮存期长，用量少，阻燃效果好，应用广泛等[5]。

它不但可克服卤锑系阻燃剂燃烧时烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体等缺陷，同时还可克服有机P-N 膨胀型阻燃剂价格昂贵、无机阻燃剂添加量大等缺点[6]。

红磷阻燃剂标准
一、外观
红磷阻燃剂应为红色或暗红色粉末，无结块，无肉眼可见的杂质。

二、水分含量
红磷阻燃剂的水分含量应不大于1.0%。

三、灰分含量
红磷阻燃剂的灰分含量应不大于0.5%。

四、酸度系数
红磷阻燃剂的酸度系数（K2O）应不小于1.5。

五、氧化磷含量
红磷阻燃剂的氧化磷含量应不小于45.0%。

六、热稳定性
红磷阻燃剂应具有良好的热稳定性，在200℃下加热2小时，无明显分解现象。

七、阻燃性能
红磷阻燃剂应具有良好的阻燃性能，其添加到可燃物中能够显著提高材料的阻燃等级。

具体的阻燃性能指标应根据不同的应用场景和相关标准进行测定。

八、持久性
红磷阻燃剂应具有良好的持久性，能够在恶劣的环境条件下长期保持其阻燃性能。

九、耐候性
红磷阻燃剂应具有良好的耐候性，能够在紫外线和氧气的作用下保持其性能稳定。

十、环境影响
红磷阻燃剂应具有较低的环境影响，其生产和使用过程中产生的废弃物应符合国家和地方的环保标准。

同时，红磷阻燃剂本身应无毒或低毒，不会对使用者的健康造成危害。

EVA用阻燃剂阻燃机理及应用研究进展周波;唐宝华;杨守生;王晓东【摘要】总结了近年来国内采用无机镁铝阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀类阻燃剂对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃改性研究进展,对每种类型阻燃剂的优缺点、阻燃机理以及各类阻燃剂对EVA基复合材料性能的影响进行了归纳,并对EVA用阻燃剂研究的发展方向予以展望,期望为研发更为高效的EVA用阻燃剂提供有效参考.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P74-77)【关键词】EVA;阻燃剂;阻燃机理;研究进展【作者】周波;唐宝华;杨守生;王晓东【作者单位】中国人民警察大学基础学科应用与发展研究中心,廊坊 065000;中国人民警察大学基础学科应用与发展研究中心,廊坊 065000;中国人民警察大学基础学科应用与发展研究中心,廊坊 065000;中国人民警察大学基础学科应用与发展研究中心,廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）是一种常见的聚烯烃材料，VA（醋酸乙烯）含量一般在5%～40%，具有结晶度低，柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性高等特点，广泛用于包装材料、发泡材料、农用薄膜、电线电缆、注塑制品材料等领域，市场需求量呈现逐年增大的趋势[1,2]。

但EVA氧指数值只有17%～19%，易燃烧，且在燃烧时产生有毒有害气体，并伴有熔滴现象，火灾危险性大，严重制约了EVA在相关领域的应用与发展，所以对EVA进行阻燃改性，降低其火灾危险性，提高EVA使用范围，变得极为重要[3]。

总结了近年来EVA用无机镁铝系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀类阻燃剂等阻燃特点、机理及研究状况。

1 EVA用无机镁铝系阻燃剂镁铝系阻燃剂属无机阻燃剂，包含Al（OH）3（ATH）、Mg（OH）2（MH）两类阻燃剂，具有来源丰富，价格低廉，无毒，无腐蚀性，环境友好等特点，阻燃应用广泛。

磷系阻燃剂阻燃PBT复合材料的研究进展赵婉;何敏;张道海;秦舒浩;于杰【摘要】The inorganic phosphorus flame retardant agent (such as red phosphorus, phosphate)and organic phosphorus flame retardant agent (such as phosphonic acid salt, phosphate)were introduced,and the mechanism of the phosphorus flame retardant agent retardedpoly(butylene terephthalate)was expounded.Research progress of phosphorus flame retardant retarded poly(butylene terephthalate)has been reviewed in recent years.%介绍了无机磷系阻燃剂(如红磷、磷酸盐)和有机磷系阻燃剂(如次膦酸盐、磷酸酯)，并且阐述了这些磷系阻燃剂阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯的阻燃机理，综述了近几年来磷系阻燃剂阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯的研究进展。

【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2016(028)005【总页数】4页(P48-51)【关键词】无机磷系阻燃剂;有机磷系阻燃剂;聚对苯二甲酸丁二醇酯;复合材料;进展【作者】赵婉;何敏;张道海;秦舒浩;于杰【作者单位】贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025; 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳，550014;贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025; 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳，550014;贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025; 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳，550014;贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025; 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳，550014;贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025; 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳，550014【正文语种】中文聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是半结晶热塑性聚合物，具有较高的机械强度、耐化学性和优良的易加工成型性等[1]，主要应用于电子电器、汽车工业和办公器械等领域。

磷系阻燃剂阻燃PET的研究进展闫梦祥;张思源;王总帅;闰明涛【摘要】综述了磷系阻燃剂阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的改性方法,其中主要有共聚阻燃改性、共混阻燃改性、后处理法以及一些新技术.重点介绍了共聚阻燃改性中以2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)为代表的磷系阻燃剂以及共混阻燃改性中所用的各种阻燃剂,并指出了PET阻燃的研究方向.目前,PET的阻燃主要向着低毒、低烟、无卤化方向发展,而且开发新型或复配无卤阻燃剂已经成为PET阻燃的必然趋势.%This paper overviewed flame-retardant modification methods for polyesters,which focused on the copolymerization,blending and post-processing methods for flame-retardant modification,and also introduced some new modification technologies.Furthermore,2-carboxyethyl(phenylphosphinic) acid (CEPPA) as a representative phosphorus-containing flame retardant used for polyesters was introduced in detail,and future development direction of flameretardant polyesters was proposed.It should be pointed out that low toxicity,low smoke and halogen-free flame retardants for polyesters are the current direction in development,but the development of new types of halogen-free flame retardants will be a future trend.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2017(031)010【总页数】5页(P1-5)【关键词】聚对苯二甲酸乙二醇酯;磷系阻燃剂;研究进展;发展趋势【作者】闫梦祥;张思源;王总帅;闰明涛【作者单位】河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】TQ323.4+1PET是各种合成纤维中发展最快、产量最高、应用面最广的一种合成纤维[1]，是三大合成纤维中工艺最简单的一种，其纤维纺织品大量用于衣料、窗帘、幕布、床上用品、室内装饰及各种特殊材料。