磷系阻燃剂研究进展

1、 磷系阻燃剂的研究进展姓名：XXXX专业：XXXXX能够增加材料耐燃性的物质称为阻燃剂。v阻燃剂是提高可燃性材料难燃性的一类助剂。v它们大多数是元素周期表中第、族元素的化合物。如氮、磷、锑、铋、氯、溴、硼、铝化合物，其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、锑、铝。阻燃剂应具备的条件： 不损害材料的物理机械性能；具有耐候性及持久性；无毒或低毒；价格低廉。 阻阻燃燃剂剂 我国的阻燃剂以卤系阻燃剂为主,占整个阻燃剂的80%以上。但是在1986年瑞士的研究机构发现了卤系阻燃剂的二噁英(Dioxins)问题，即多溴二苯醚及其阻燃的高聚物在510630下热分解产生有毒的多溴二苯并二噁烷(PBDD)和多溴二苯并呋

2、喃(PBDF)，这就给卤系阻燃剂的发展带来严峻的挑战，并促使研究人员去开发低卤无卤新产品以减少对环境的影响。磷系阻燃剂的用量因此获得高速增长，1993年日本磷系阻燃剂消耗量为0.931万t，而1995年则达1.97万t，增长了1倍多5。美国1993年消耗量为0.7716万t，而1998年则达5.7658万t，增长了近6.5倍。 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。 阻燃剂的分类阻燃剂的分类：卤系阻燃剂磷系阻燃剂氮系阻燃剂磷卤系和磷氮系阻燃剂1.按所含阻燃元素按所含阻燃元素2.按组分的不同无机盐类阻燃剂有机阻燃剂有机、无机混合阻燃剂3.按使用

3、方法添加型阻燃剂 反应型阻燃剂阻燃剂的阻燃机理阻燃剂的阻燃机理材料燃烧的三要素：可燃物、氧、热。（加热阶段、降解阶段、分解阶段、点燃阶段、燃烧阶段）阻燃机理有多种，以下分叙五种：v1、保护膜机理：玻璃状薄膜 隔热焦碳层v2、不燃性气体机理：阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻止燃烧的发生。vRX R + XvX + AH HX + Av3、冷却机理：能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗热量，从而阻止燃烧继续进行。 2Al(OH)3 250以上 Al2O3 + 3H2O 300kJ/molv4、终止连锁反应机理：阻

4、燃剂的分解产物易于活性游离基作用，降低某些游离基的浓度，使作为燃烧支柱的连锁反应不能顺利进行。 HO + HX X + H2O X + RH R + HXv5、协同作用体系：阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用，从而提高阻燃效能，称为协同作用体系。阻燃剂的用量及使用要求阻燃剂的用量及使用要求v用量：阻燃剂的用量是一个非常复杂的问题，他与阻燃剂、聚合物、使用方法、阻燃性能等几个方面有关。单独使用时，磷的阻燃效果最好，溴比碘好，排在第二。v使用要求：加工成型对阻燃剂的要求、聚合物制品对阻燃剂的要求、阻燃剂本身的要求等阻燃剂的应用阻燃剂的应用 如：聚氨酯材料（聚氨酯硬泡、软质聚氨酯材料）等磷系阻燃

5、剂v1 磷系协同型阻燃剂：磷磷系协同型阻燃剂：磷卤系和磷卤系和磷氮系氮系v2 膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂v3 多功能阻燃剂多功能阻燃剂v4 红磷红磷1 磷卤系阻燃剂v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，它们相互作用，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。2 磷氮系阻燃剂v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：v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

6、子膨胀型阻燃剂)等。v聚磷酰胺类。v磷腈聚合物。v采用微胶囊化技术对APP进行包覆处理可提高其热稳定性和耐水性。3 膨胀型阻燃剂v膨胀型阻燃剂也是以磷、氮为主要成分的阻燃剂。含有这类阻燃剂的聚合物受热可分解出不燃性气体，如氨气、水蒸气等，使体系发泡膨胀，生成海绵状的炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止产生熔滴作用。它必须要由以下三种主要成分构成：v炭源(成炭剂)：多为富含碳的多元醇类化合物，例如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、二季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等。该成分的效果主要取决于它的含炭量和羟基数目。v酸源(脱水剂)：多为无机酸或能在燃烧加热时原位生成酸的盐类，例如磷酸、硼酸、磷酸铵盐、磷酸酯等

7、。v气源(发泡剂)：多为含氮的多碳化合物，如尿素、三聚氰胺、氯化石蜡、双氰胺、聚酰胺等。4 多功能阻燃剂v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。v磷酸酯类化合物大都具有阻燃、增塑等功能。如：1一氧代一4一羟甲基一2，6，7一三氧杂一1磺杂双环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。5 红磷v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，但也存在稳定性差，着火点低，易吸湿氧化成酸，受热生成剧毒气体磷化氢(PH3)，粉尘爆炸，在聚合物中不易分散等缺陷。v红磷的

8、微胶囊化技术： 经包覆处理的红磷具有低烟、低毒、无卤、相容性好、物化性能优良等特点。如：用蜜胺甲醛缩聚反应所得的树脂微胶囊化处理的红磷，用三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯醇、氢氧化铝包覆的红磷等，其阻燃性能均比未包覆时有大幅度提高。 微胶囊化技术微胶囊化技术 微胶囊化的实质,是把阻燃剂研碎分散成微粒后,将有机物或无机物对之进行包囊,形成微胶囊阻燃剂;或以表面很大的无机物为载体,将阻燃剂吸附在这些无机物载体的空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂。国内目前正在探索,如湖南塑料研究所已研制了微胶囊化红磷母料,成功应用在PE、PP、PS、ABS树脂中,阻燃效果良好;安徽化工研究院研制出的微胶囊化磷酸二溴苯酯、微胶囊化氯蜡 70等,也取得很好的效果;鞠剑峰等制备的超细赤磷微胶囊阻燃剂对棉织品的阻燃效果达到A级标准。阻燃剂的发展趋势阻燃剂的发展趋势v1. 开发多功能阻燃剂如增塑、抗震、抑烟、防鼠等，扩大应用范围v2. 开发高分子量、多官能团及协同型阻燃剂v3. 开发高效低毒、无卤抑烟、对材料性能影响小的阻燃剂v4. 对无机磷阻燃剂要求精细化、系列化、专用化v5. 注重新型阻燃剂开发的同时，要把阻燃剂的生产与应用研究放在首要位置，加速阻燃技术向现实生产力转化；改进传统生产工艺，扶持大规模生产装置 我国磷资源丰富，今后要向高分子量化发展，