甲基膦酸二甲酯的合成及在PU软制品上的阻燃性能研究

甲基膦酸二甲酯对棉织物的阻燃整理王晶晶;解芳;高超【摘要】甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为阻燃剂,无甲醛、不含卤素并且价格低廉.研究甲基膦酸二甲酯阻燃剂整理棉织物的最佳工艺参数.对甲基膦酸二甲酯阻燃剂处理过的棉织物进行极限氧指数测试,分析各因素对工艺的影响,确定最佳工艺为:阻燃剂质量浓度300 g/L,pH=9,浸渍温度80℃,浸渍时间60 min,焙烘时间3 min.经过耐久性测试发现,织物最大水洗次数为13次.【期刊名称】《染整技术》【年(卷),期】2017(039)007【总页数】4页(P26-29)【关键词】阻燃整理;甲基膦酸二甲酯;棉织物【作者】王晶晶;解芳;高超【作者单位】内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特 010080;内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特 010080;内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特 010080【正文语种】中文【中图分类】TS116随着纺织工业的蓬勃发展和纺织品种的逐渐增加，纺织品的使用范围由日常使用的物品拓展到建筑、工农业等方面[1]。

据记载，英国每年约1 000人因为火灾去世，约有50%的火灾因纺织品引起。

美国每年因纺织品失火损失将近4亿美元，棉质的衣服、家中的装饰日用品失火都是失火的主要原因[2]。

此外，纺织品烧着后还会产生CO、HCN、NO2、NH3等有毒气体[3]。

经过阻燃整理的棉织物上会含有过高的游离甲醛，在服用的过程中，织物上的甲醛散发出来，对人体健康造成影响[4]。

随着加工设备的改良，企业科研能力的提高，人们对棉织物阻燃性能的要求也随之提高。

现在的社会发展需要阻燃效果优良的阻燃剂，并且要求整理织物服用的时候不可散发过多甲醛[5-7]。

磷、卤、硫三系是有机阻燃剂的必需组成元素[8]。

因为卤系阻燃剂整理后的织物在着火历程里能散发出有毒、有刺激性气味的气体。

因此，阻燃剂的研发目标是不含卤素[9-10]。

本研究选用不含甲醛并且不含卤素的甲基膦酸二甲酯（DMMP）对棉织物进行阻燃改性，讨论阻燃剂添加量、浸渍温度、浸渍时间、焙烘时间、pH的最佳工艺参数，采用极限氧指数和耐久性能测试检测改性效果。

磷系阻燃剂资源丰富，成本低廉，应用广泛，是很有发展前途的阻燃剂品种。

甲基膦酸二甲酯(DMMP)有无色、透明、高效、低毒、使用广泛、成本低廉等优点，可用于PU泡沫塑料、UP、EP。

磷系阻燃剂因具有阻燃、增塑双重功能而受到重视，它包括磷酸酯、含卤磷酸酯、复合磷酸酯及其衍生物、多磷酸酯和红磷5种类型，含磷胺类、反应型磷系化合物，特别是磷氮类膨胀型阻燃剂和高分子阻燃剂是非常有前途的阻燃剂。

有机硅系阻燃剂是无毒、耐高温、耐腐蚀的高分子化合物，我国已有几套万吨级装置，有发展高分子有机硅系阻燃剂的条件。

锑系阻燃剂以三氧化锑和五氧化二锑为主，一般用作溴系阻燃剂的协效剂。

采用微米化、纳米化、微胶囊化后可减少添加量。

铝、镁系阻燃剂是环保型产品，主要品种为氢氧化铝和氢氧化镁，它们除阻燃作用外还可减少有毒气体和烟雾，但缺点是添加量大，但经偶联剂表而处理后可起到阻燃和填充双重功能，并赋予制品电性能、耐热、耐候和力学性能，因而值得发展。

特别是，氢氧化镁是目前发展较快的品种。

加强表而改性以进一步提高阻燃性是研究重点。

红磷微胶囊化和红磷/膨胀石墨都是值得发展的品种，现已形成生产能力，今后应提高阻燃效率和扩大生产能力。

我国硼资源丰富，应加大硼酸盐阻燃剂的合成与开发，提高其耐水解稳定性，研究复配技术。

卤系阻燃剂是目前全世界产量很大的阻燃剂，其中以溴系阻燃剂为主。

工业上生产的氯系阻燃剂品种较少，主要为氯化石蜡、得克隆、海特酸及其酸酐，硬质聚氨酯泡沫中常用的含氯阻燃剂为三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三氯乙酯(TCEP)。

卤系阻燃剂虽然阻燃效果好、市场需求量大，但是卤系阻燃剂燃烧时生成大量的对人体和环境有害的烟、腐蚀性气体和有毒气体。

随着全世界范围内环保意识的增强，各国陆续出台各种法规逐步限制和禁止含卤阻燃剂的使用，因此，从长期发展的角度看，无卤阻燃是今后阻燃剂发展的方向。

江西美隆木材保护有限公司是一家以新西兰木材保护工艺技术支持为背景，以国内行业精英为人才基础，以严谨、务实、双赢为经营理念的专业从事木材保护（木材阻燃设备、木材防腐设备、防腐、阻燃、防火、炭化、建材蒸压釜）设备机组、各类木材防腐、阻燃剂的生产和销售的公司。

聚氨酯泡沫塑料的阻燃聚氨酯泡沫塑料由于含可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大，未经阻燃处理的聚氨酯是可燃物，遇火会燃烧并分解，产生大量有毒烟雾，给灭火带来困难。

特别是聚氨酯软泡开孔率较高，可燃成分多，燃烧时由于较高的空气流通性而源源不断地供给氧气，易燃且不易自熄。

聚氨酯泡沫塑料的许多应用领域如建筑材料、床垫、家具、保温材料、汽车座垫及内饰材料等，都有阻燃要求。

国外对聚氨酯泡沫材料的阻燃相当重视，颁布了许多有关阻燃的法规和阻燃标准。

在我国，对用于飞机、轮船、铁路车辆、汽车、其它重要场所及设施的聚氨酯泡沫，先后都提出了阻燃要求，且很多已采用了阻燃级聚氨酯泡沫[1]。

所谓阻燃，实际上指达到某种规范或某种试验方法的一个具体标准，塑料的“阻燃”或“难燃”一般只是对于小火而言，在大火中仍能燃烧。

不过阻燃性能好的泡沫塑料遇小火年自熄，不易引起火灾；在火灾中，由于燃烧性能的降低，可降低火灾蔓延及产生刺激性有毒烟雾的危险。

已有大量的文献综述阻燃剂在聚氨酯泡沫塑料中的应用[1～3]，现根据部分文献数据，对聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术作一简单的综述。

1997年颁布国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624-1997）（以下简称《标准》），于1997年4月1日实施，规定中的氧指数、垂直燃烧法、烟密度3项指标，更为严格的测定硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能，即用着火性、火焰传播性，烟密度3项综合指标衡量材料的阻燃性能。

B1等级材料指标：1）氧指数大于32%；2）平均燃烧时间30s，平均燃烧高度小于250mm；3）烟密度等级SDR＜75。

1 阻燃原理一般，通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性，以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。

也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。

阻燃剂必须具有以下一种或数种功能：能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质；能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质；可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。

化学与生物工程２０１４，Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．０　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ基金项目：武汉工程大学科学研究基金资助项目（１０１２２０１２）收稿日期：２０１３－０９－１８作者简介：王会生（１９８０－），男，安徽临泉人，博士，讲师，硕士研究生导师，主要从事磁性配合物及化工产品的合成与性能表征，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｃｈ１９８２０１＠１６３．ｃｏｍ。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５４２５．２０１４．０１．００４有机磷阻燃剂的研究进展王会生，潘志权（武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程省部共建教育部重点实验室，湖北武汉４３００７４）摘　要：由于有机磷阻燃剂具有高效、低毒、无污染及无烟等特点，该领域的研究在国内外得到极大的关注。

综述了磷酸酯类阻燃剂、膦酸酯类阻燃剂和磷杂环类阻燃剂的研究进展，并提出了有机磷阻燃剂今后的发展方向。

关键词：有机磷；阻燃剂；磷酸酯类阻燃剂；膦酸酯类阻燃剂；磷杂环类阻燃剂中图分类号：ＴＱ　２６５．１　ＴＱ　３１４．２４８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５４２５（２０１４）０１－００１３－０４ 几十年来，由有机聚合物高分子材料引起的火灾给人们的生命安全带来严重威胁，并造成巨大的财产损失，因此，对建筑材料等易燃材料进行阻燃处理一直受到人们极大的重视［１－５］。

２０世纪６０年代，卤系阻燃剂由于阻燃效果好、用量少、对材料性能影响较小且价格适中而受到人们的普遍欢迎。

然而，卤系阻燃剂使用过程中高分子材料燃烧时不仅产生二口恶口英，还产生大量的浓烟及腐蚀性气体，对自然、环境和消防人员的人身安全造成一定的危害。

因此，寻找性能优良的卤系阻燃剂替代品势在必行。

有机磷阻燃剂尽管也会释放出有毒性气体，但毒性、致畸性不高且用量相对较少，此外，某些有机磷化合物除有阻燃效果外，还同时具有增塑、热稳定等作用，可提高材料的综合性能［６］，因此，有机磷阻燃剂的开发与应用日益受到人们的关注。