膨胀型阻燃剂的合成及应用
膨胀型阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用前景
害[ 。随着 二 聪英 ( ixn 问题 的产 生 , 们 积 极 1 ] do i) 人
收稿 日期 :0 9 2 7 2 0 —1 ~0 作 者 简介 : 全 杰 ( 9 0 )男 , 南 武 陟人 , 授 , 士 生 导 师 。 王 15一 , 河 教 博 基金项 目: 国家 科 技 攻 关项 目( o 4 A3 O ) 2 o B 2 B
( . p r me to e ia g n e i g, n a i e st , n a 6 0 5, i a 1 De a t n f Ch m c lEn i e rn Ya t iUn v r iy Ya t i 4 0 Ch n ; 2
2 S a eRe e r h a d P o o in C n e fLe t e- kn c n l g , n a 6 0 3, i a . t t sa c n r m t e t ro ah rma i gTe h oo y Ya t i 4 0 Chn ) o 2
a s e i w e a he a plc to o pe t FR n lat r i du t y a e pr dit d l o r v e d, nd t p ia i n pr s c sofI i e he n s r r e c e .
膨胀型阻燃剂的制备及应用
膨胀型阻燃剂的制备及应用来源:中国化工信息网 2007年11月14日由于环保等各方面的压力,阻燃剂的无卤化进程步伐越来越快。
膨胀型阻燃剂被认为是很有希望的途径之一,目前正受到越来越多的关注。
膨胀型阻燃剂是由酸源、气源和结炭源所组成,酸源是含阻燃元素磷化合物受热氧化生成磷酸、偏磷酸,最后生成不挥发的且稳定的聚偏磷酸,覆于燃烧物表面起着隔热、隔氧阻止燃烧,因此酸源起着重要的作用。
气源以含氮化合物受热分解生成难燃的气体N2、NH3、H2O等,使受热物表面周围空气稀释,因此气源的选择也十分重要。
结炭源是在材料受热时快速降解炭化形成致密的炭化层,目前公认季戊四醇是极好的结炭源。
作者以含磷量极高的甲基磷酸二甲酯(简称DMMP)(Ⅰ)作为酸源,三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)为气源、季戊四醇(Ⅲ)为结炭源制备了膨胀型阻燃剂,当Ⅰ:Ⅱ:Ⅲ=5.0:2.5:0.83时,对不饱和聚酯树脂具有极好的阻燃作用,添加15%时能使不饱和聚酯树脂的氧指数达到28.5,燃烧残余物为松散的黑色物质,说明具有结炭作用。
1 试验部分1.1 主要仪器与试剂Nicolet 170SX FT-IR红外光谱仪,ARC400型核磁共振分析仪,HC-2型氧指数测定仪。
磷含量采用燃烧、磷钼酸铵沉淀法测定。
三聚氰胺,工业品;三聚氰酸,工业品;不饱和聚酯树脂,工业品;季戊四醇,工业品;亚磷酸三甲酯,工业品。
1.2 试验内容1.2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的合成向装有带干燥管的回流冷凝管、温度计和电动搅拌的反应瓶中加入500.0g 亚磷酸三甲酯,催化剂NPSM20.0g,开动搅拌,缓慢加热到回流温度(105-110℃),当回流明显减慢时,继续加热使反应体系始终保持回流状态,当内温达到160℃且无回流现象时,即为反应终点。
将反应装置改为减压蒸馏装置,收集95-97℃/0.092MPa馏分,得无色透明产品485.0g。
1.2.2 三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)的制备将64.5g三聚氰酸溶于90℃的热水中,分批加入63.0g三聚氰胺,90℃搅拌反应2.5h,pH值7左右时,冷却到室温,过滤,滤饼用热水洗涤,抽干,60℃真空干燥。
新型膨胀型阻燃剂的合成
常 由炭 源 、 源 、 源 三部 分组 成 , 酸 气 以往 多 以聚磷
的防火安全标准使全球 阻燃剂的用量一直呈增长 趋势 , 无卤、 低烟、 低毒 的环保型阻燃剂成为人们
追求 的 目标 。其 中磷 氮 系 的膨胀 型阻燃 剂 (F 成 IR)
酸铵( P )多元醇及三聚氰胺复合组分组成 . AP、 其
缺 点是 多元醇 和 A P之 间易发生 醇 解反 应 。且 多 P 元 醇本 身 易 吸潮 ,同 时复 合组 分 与 材料 的 相容 性 较差 , 从而 影 响材料 的性能 。为 了克 服这 一 缺点 , 有 研究 者 对该体 系 进行 了改性 。 如用 三 聚氰胺 、 硅
维普资讯
20 06年第 2期 ( 总第 5 6期)
塑料助剂
新型膨胀型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ燃剂的合成
罗长宏 杨延钊 韩 健 夏传渡
( 山东大学化学与化工学 院,济南 , 5 1o 20 o )
摘
要
采用甲醇作为分散 剂, 酸、 以磷 季戊四醇和三聚氰胺为原料 , 在反应温度为 8 0℃、 反应 时间
p na rtr o a d e teyhi l n mea n u ig me a o 目 dse s g a e t he t lmie sn tn l L i ri g n.t man e cin c n io s r: u ig h B p n i ra t o dt n ae sn o i meh n la ov n,ra t n tmp rtr 0 ℃ ,ra t n t 。 h e cin po u tae c aa tr e y ta o ssle t e ci e eau e 8 o e ci i 6 h te ra t rd c r h rce z d b o me o i
磷腈基膨胀型阻燃剂的设计制备及在殂燃聚乳酸改性中的应用
聚 乳酸 的优点勿庸置疑 , 如有 良好的机械性能 、 可 降解性 、生物相容性 等 , 但也存在价高 、性脆 、
阻燃性能 差等缺 点。 随着聚乳酸 在纺织、 包装 、 农业 、
医疗卫生 、 日常生活用 品、 电子 电器、汽 车 、航空
等领域 的应 用 日益广泛 ,对其进行 阻燃 改性 已迫在 眉睫 。其 中膨胀型 阻燃技 术具有磷 氮协同效应 、无 卤、低毒 、低烟 、腐蚀性低 、熔滴少 、阻燃效率高 、 成本低 、符 合环保要 求等优点 ,越来越 受到人们 的
I 论文选编 I
磷 腈 基膨 胀 型 阻燃 剂 的设 计 制 备 及 在 阻燃聚乳酸改性 中的应用
陶 慷 李 娟 许 亮 赵秀兰 聂 锋 薛立 新
中国科学院宁波材料技术与工程研 究所 宁波 5 1 5 2 0 1
摘 要 合成并 确证 一种 新型的 网络状环磷腈 大分子 P CP P,将其 作为 一种 高效绿色 的单体型膨 胀阻燃剂 应 用于聚 乳酸阻燃 改性 的研究 。我 们通过 热失 重分析 、垂直 燃烧 测试 、极限氧 指数研 究 了阻燃剂 和阻燃 聚 乳酸材 料的热 降解 过程和 燃烧行 为 。结果说 明集合 了酸源 、气 源和碳 源 的单 体膨 胀型 阻燃 ̄ U P CPP的 添 加显著 的提高 了聚 乳酸 的阻燃性 能 ,极限氧 指数得 以提 高 。热 降解 行为研究 说 明P CP P的加入 显著 的 改善 了聚 乳酸 的热分 解行 为 ,因而导 致了阻 燃能 力的提 高和残 炭率 的增加 。进 一步傅里 叶 变换 红外 光谱 分 析燃 烧过 后样 条的炭 层结 构 ,结果表 明正是 燃烧 过程 形成 的含 P 一0一C结构 的的致 密炭 层中 阻止 了的 进一步蔓 延 ,提高 了聚乳酸 的阻燃性 能
膨胀型阻燃剂及应用
膨胀型阻燃剂及应用膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质。
它主要由含氮的化合物组成,当受到高温作用时,化合物会分解产生气体,并且在分解过程中产生大量的灰炭,从而形成一层膨胀隔热层,阻止火焰蔓延。
膨胀型阻燃剂具有以下多种特点:首先,膨胀型阻燃剂的分解过程产生的气体能够使它膨胀成为多孔的泡沫状物质,并且这种物质具有较低的热导率,能够有效隔热。
其次,膨胀型阻燃剂产生的灰炭可以形成一层致密的隔热层,能够阻挡热量的传导和辐射,从而减缓火势的蔓延。
此外,膨胀型阻燃剂还具有绝热性能,它能够吸收空气中的热量,从而将火焰附近的温度降低。
最后,膨胀型阻燃剂还具有多孔结构,能够有效地吸附和排出有害气体,减少有毒物质的释放,保护环境和人体健康。
1.建筑材料:膨胀型阻燃剂被广泛应用于各种建筑材料中,如木材、塑料、绝缘材料等。
在火灾发生时,阻燃剂会迅速膨胀,形成一层隔热层,防止火势蔓延并保护建筑结构。
2.电子电器:许多电子产品和电器设备中都含有阻燃剂。
例如,手机、电视、电脑等设备的外壳通常都采用阻燃材料,以防止高温或电火花引起的火灾。
3.输电线缆:输电线缆中的阻燃剂起到防止电火花引起火灾的作用。
膨胀型阻燃剂在电火花产生时能够迅速膨胀,形成一层隔热层,防止火焰传播。
4.航空航天领域:在航空航天领域,因为飞行器在高温高速环境下飞行,所以使用阻燃剂尤为重要。
膨胀型阻燃剂被广泛应用于飞机内饰、燃料箱和发动机罩等部件中,以提高航空器的火灾安全性能。
综上所述,膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质,它在防止火焰蔓延、防止热量传导和辐射方面具有独特的优势。
它的应用领域广泛,包括建筑材料、电子电器、输电线缆和航空航天等领域。
通过使用膨胀型阻燃剂,可以提高材料和设备的抗火性能,降低火灾风险,保护生命财产安全。
膨胀型阻燃剂季戊四醇多聚磷酸酯三聚氰胺盐的合成及其对环氧树脂阻燃性影响的研究
喻龙 宝 , 竹谋 康 文彬 施亚 玉 周 铭 黄 , , ,
(.江苏大学化学化工学院, 1 江苏镇江 22 1 ; .中海油常州涂料化工研 究院, 103 2 江苏常州 23 1 ) 106
摘 要: 以多聚磷 酸为酸源 、 季戊 四醇为炭源 、 三聚氰胺为气 源合成 了膨胀 型阻燃剂 季戊 四醇多 聚磷酸酯 三聚氰
Yu Lo g a ,Hu n u u nbo a g Zh mo ,Ka g W e bn n n i ,S y ,Z o n hiYa u h u Mig
( .Sho o hmsyad C e cl ni ei , ins nvrt, hnag, i gu22 1 ,C ia 1 colfC e ir n hmi gn r g J guU i sy Z e i t aE e n a ei j n J n s 103 h ; a n 2 N O h nzo an a dC ai s nut e ac nta , h nzo , ins 10 6 C ia .C O CC agh uP i n ot g d syRs r Is te C a ghu J gu2 3 1 , hn ) t n I r e h it a
Ke o ds p l p o p o i cd;p n a r t rtl y W r : oy h s h rc a i e t e yh io ;me a n lmi e;i t nume c n ;f me rt r a t set l a ea d n
膨胀型阻燃剂
膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂,它不含卤素,也不采用氧化锑作为协效剂,该类阻燃剂在受热时发泡膨胀,故称为膨胀型阻燃剂,它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。
20世纪90年代后,膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃,它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一,其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。
基本要素:膨胀型阻燃剂有三个基本要素。
即酸源、炭源和气源。
酸源又称脱水剂或炭化促进剂,一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物,如磷酸、硼酸、硫酸和磷酸酯等;炭源也叫成炭剂,它是形成泡沫炭化层的基础,主要是一些含碳量高的多羟基化合物,如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等;气源也叫发泡源,是含氮化合物,如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等。
三组分中,酸源最为主要,比例最大,且阻燃元素含于酸源中,所以酸源是真正意义上的阻燃剂,碳源和发泡剂则是协效剂。
阻燃机理:IFR的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层,它是一个多相系统,含有固体和液体和气态产物。
炭层阻燃性质主要体现在:使热难于穿透凝聚相,阻止氧气进入燃烧区域,阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。
焦碳层形成过程为:在150℃左右,酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸;在稍高的温度下,酸与碳源进行酯化反应,而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂,加速反应;体系在酯化反应前和酯化过程中熔融,反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡,与此同时,多元醇和酯脱水碳化,形成无机物及碳残余物,体系进一步发泡;反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层。
应用及发展方向:膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式,一是将阻燃剂配制成整理液,通过涂布等方式整理到织物表面,天然纤维大多采用此方法;二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中,大多用于合成纤维的阻燃。
合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。
三源一体膨胀阻燃剂的合成及其在苯丙乳液中的应用
脂肪 类磷 酸酯 具有 更 优 良的 阻燃 效 率 、 稳定 性 热
和耐 水解性 。这是 由于季 戊 四醇骨架 在 聚合物燃 烧 时 , 身会形 成焦 炭保 护层抑 制进 一步燃 烧 , 本 而
且 分 子 中 P、 C 3种 元 素 组 成 稳 定 的 六 元 杂 环 O、
s e t o c p . Ap l a i n o h s fa e a d n n p l s y e e a r l t ) e li n p cr s o y p i to f t i l me r t r a t i o y( t r n — c y a e c mu so s o d t a e h s r c i n o h l me r t r a ti h o tn s r s e t e h we h twh n t ema sf a to f e f t a e a d n n t e c a i g wa e p c i — v
第3 3卷 第 3期
2 0 1 2年 6月
青 岛 科 技 大 学 学 报( 自然科 学 版 )
J u n l fQig a ie st fS in ea d Te h oo y Nau a ce c dt n o r a n d o Unv riyo ce c n c n lg ( tr l in e E io ) o S i
LI Ya 。 W ANG n U n。 Yo g
( n d oU nv r iyo ce c n c n lg . le eo lme inc n Qig a iest fS in ea d Te h oo ya Colg fPoy rSce ea dEngn e ig ie rn b Colg fEn io me ta d S f t gi e ig,Qi g a 6 0 . l eo vr n n n ae yEn ne rn e n d o 2 6 42, ia Chn )
膨胀型阻燃剂的合成及应用
po f g f iho a b o vs o e fb i.Th tu t rl r p ris o n u e c n lm e rt ra ta d i n le c v a r ro i i s fb m o ic s a r n n c e sr c ua p o e t fit m s e tf e a e ad n n t if n e o er bi s u f c te m a d ga ai e a ir s wel s f me r tr a tme h ns we e c aa t r e y F —R。 h r l e rd t b h vo 。a la l on a —e ad n c a im r h rc e i d b T I TG- A n E .Re ut z DT a d S M s l s
试验结果表 明, 该阻燃剂对竹浆纤维织物的阻燃效果 明显 , 水洗 1 0次后耐久性仍较好 , 但整理后 织物的断裂 强力 、 白度和手感稍有下降。 关键词 :阻燃整理 ; 阻燃剂 ; 合成; 竹浆纤维
中图分类号 :I 9 .9 ' 15 52 S 文献标识码 : A 文章编号 :10 4 1 (00)8一oO 0 00— 0 7 2 1 O 0 1— 4
印
染 (0 0No8 2 1 . )。‘。’。 Nhomakorabea‘。
。
6研 究报告 2
.o .o .o .o .
∥
膨胀型阻燃剂的合成及应用
蔡润之 周向 东 ' 一,
(. 1 苏州大学纺织服 装工程学院, 江苏 苏州 2 5 2 ;. 10 12 苏州大学现代 丝绸 国家工程 实验 室, 江苏 苏州 25 2 ) 113
\ . ai a E gne n a o t y o Moe i 。 u o 113 h i 2 N t nl ni r gL br o fr dr S k Sz u25 2 。C n o ei ar n l h a
膨胀型阻燃剂及应用
5 物理膨胀阻燃体系基础与应用
➢ EG的性能参数
EG- 分解温度
One-stage expansion: 230-280 oC
Fig. TMA Plot of GRAFGuard TM220
Two-stage expansion: 160 oC; 230-280 oC.
Fig. TMA Plot of GRAFGuard TM160
1 概述
IFRs/聚合物遇到的问题
• IFRs 在聚合物加工中的热稳定性、相容性差; • 聚合物的热降解产物对IFRs膨胀过程的干扰; • IFRs 在燃烧的聚合物表面是否尽快形成泡沫状炭层; • IFRs 对聚合物力学、电性能损失的影响。
2 化学膨胀型阻燃体系的基础与应用
(1)化学膨胀阻燃剂的基本组成
2 化学膨胀型阻燃体系的基础与应用
通过扫描电镜(SEM)观察橡胶纯样与膨胀 型阻燃体系炭层表面的形貌,添加IFR的体系生成 炭层更为致密。
2 化学膨胀型阻燃体系的基础与应用
传统化学膨胀型阻燃体系炭源共同的缺点:
与聚合物基材共混加工过程中易于发生反应; 由于水解导致炭源在材料表面迁出; 与聚合物基材不相容造成材料力学性能严重损失等。
具有成炭作用的聚合物,如酚醛树脂(novolacs)、尼龙 6(PA6)、热塑性聚氨酯(TPU)、PA6-clay纳米复合物,均 被尝试用作化学膨胀型阻燃体系的炭源,在克服上述传统炭 源的缺陷方面获得了进展。使膨胀型阻燃材料的阻燃性能更 持久,同时也使材料的力学性能得到相应改善。
3 新型炭源的研究进展
27.5% 磷酸二铵 35.0% 双氰胺 37.5% 甲醛
磷酸一铵,硫酸铵,氯化铵或溴化铵代替磷酸二铵。 加热时,该涂层溶胀并形成一层碳
新型膨胀阻燃剂及其在涂料中的应用
e e l f r c mb s o v n y at o u t n.c r o a e t cu e w s sa i t .a d c r 0 a e u b e d a trw s 1 0 —2 0 x e i a b n ly rs t r a tb l y n ab n ly rb b l i mee a 0 u r i 0 t m. Us d e
合成 P—N膨胀 阻燃剂具有双螺环磷酸酯结构 , 其热分解温度为 20C左右 , 0 ̄ 扫描 电镜 ( E 观察发现 , S M) 燃烧后 的阻燃剂发泡均匀 , 炭 层结构稳定 , 炭层气泡孔径为 10~ 0  ̄ 0 2 0 m。将该阻燃剂用于超薄型钢结 构防火涂料 中, 有膨胀效果好 , 具 炭层粘结能力强 , 耐火 时间 长等优点 。 能 Nhomakorabea影响。
1 实验 部 分
1 1 原 材料 .
季戊 四醇 ( E ) 化学纯 , PR , 天津市博迪化工有限公 司 ; 磷酸 , 化学纯 ,上海南威化工有限公司 ; 三聚氰胺 , 工业级 , 川化股份有
生等; 气源 : 发泡剂在熔化后 、 固化前受热分解 , 释放 出惰性 气体 的化合物使碳化层膨胀起来 。J 。 现有超薄型钢结构膨胀防火涂料 的主要阻燃成分为季戊 四醇 、 聚磷酸胺 、 三聚氰胺。这三种阻燃物质配合使用在涂料 中有 良好的
关 键词 : 膨胀阻燃剂; 合成; 防火涂料
Ne I t m e c n a e Re a d n nd isApp ia in n a i w n u s e tFl m t r a ta t lc to i Co tng
T ANG 0 ,ZHANG a g ,ZHAN G n y Xi n Fa
_均三嗪系列膨胀型阻燃剂的合成及应用
12003
图 4 聚磷酸三聚氰胺的化学结构式[17] Fig 4 Chemical structure of melamine polyphosphate[17] 2. 4 其它
Yuxuan Wang 等[18]利用异氰尿酸三缩水甘油 酯 (TGIC) 与 MEL 的本体熔融缩聚反应,反应原理如图 5 所示,合成了一种新型交联结构的三聚氰胺类聚合物 成炭剂,与 APP 复配( 质量比为 1∶ 5) 阻燃 PP,当阻燃 剂添加 32% 时,获得了致密连续的炭层,LOI 达 32% , UL-94 为 V-0 级,最 大 热 释 放 速 率 峰 ( PHRR) 为 486 kJ / m2 ,比纯 PP 降低了 47. 5% ,但有焰燃烧时间为 714 s,比纯 PP 增加了 54. 9% 。
作者简介: 马 丽 (1988 - ) ,女,河北衡水人,硕士,师承晏泓副教授,从事阻燃高分子材料研究。
12002
2015 年第 12 期(46) 卷
图 1 MP 与 PER 反应原理[13] Fig 1 The chemical reaction mechanism of MP with PER[13] Shiqiang Song 等[15] 以 三 氯 氧 磷 ( POCl3 ) 、PER、 27. 2% ,均高于纯 EP 的 LOI 值。添加等量阻燃剂的情 MEL、三乙醇胺( TEOA) 、二苯基二氯硅烷为原料分两 况下,由于 P 和 Si 之间的协效作用,添加 SPDS 比 SP步分别合成了 SPDS 和 SPDM,合成路线如图 2 所示, DM 能获得更高的 LOI 值;二者复配使用时,配比为 1 并研究了二者分别阻燃环氧树脂( EP) 以及二者复配 ∶ 1 时阻燃效果最佳,燃烧后可形成非常致密的炭层, 阻燃 EP 的情况。结果表明,当添加量为 15% ,单独使 添加量由 10. 4% 增加到 15% 时,LOI 值由30. 8% 提高 用 SPDS 或 SPDM,阻 燃 EP 的 LOI 分 别 为 29. 4% 和 到 32. 1% 。
膨胀型阻燃剂的制备及应用
S h o o P yi n h ms , iu nvri , h nd 6 0 3 , hn ) col f hs sa dC e ir X h aU iesy C e gu 10 9 C i c t y t a
Abs r c : ne o h r miig a p o c n c u s fh l g n— fe o a t r a t t a t As o ft e p o sn p r a h o o r e o ao e r e fr Flme Rea d n s,I t nume - s cn e t—tpe f me r tr a ti ad moe a d mo e a tn i n . I h s p p r,a n v lI t y a ea d n s p i r n r t to s n ti a e l e o e n ume c nt—tp se ye
( . o eeo C e ir n h m cl nier g Hea nvr t,K i n 4 5 0 ,C ia ; . 1 C l g f h m s ya dC e i g ei , n nU ie i l t aE n n s y af g 7 0 e 1 hn 2
由于环保 等 各 方 面 的压 力 , 燃 剂 的无 卤化 进 阻 程步伐 越来 越快 。膨胀 型 阻燃剂 被认 为是 很有 希望 的途径 之 一 , 目前正 受 到 越 来越 多 和结 炭 源 所 组 成 J酸 源 气 ,
是含 阻燃元 素磷 化合 物受 热氧化 生成磷 酸 、 偏磷 酸 , 最后 生成不 挥发 的且稳 定 的聚 偏磷 酸 , 于燃 烧 物 覆 表面起 着 隔热 、 隔氧 阻止燃 烧 , 因此酸 源起 着重 要 的
t e I t me c n —y e fa e a d n a k h fu s t rt d r sn t 8. h n u s e t— tp me r tr a tc n ma e t e OIo n a u ae e i o 2 5. l Ke r s:nume c n —tpe f me r tr a t;f me—r t d n e u s t r t d r sn ;fa e a d n y wo d i t s e t y a ea d n l l a ea a c n au ae e i r l me r tr a t
季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用
了差 热、热失重及 红外分析;根 据该阻燃剂的膨胀 度、剩炭率的测定结果 ,确定最佳合成条件为 :n ( 磷酸) : n ( 季戊四 醇) : n ( 三聚氰胺) = 3 :1 :1 . 5 ~ 2 ;中 间产物磷酸 季戊四醇酯的合成 温度 1 2 0  ̄ C ,合成 时间 2 h ;最终产物磷酸 蜜铵盐合成温度 1 0 0  ̄ C,时间 4 h 。将该 阻燃剂和 高密度聚 乙烯 以不同比例共混 , 测定 复合材料 的力学性 能、加 工性 能和 燃烧性 能。结果表 明:以 m ( 阻燃剂) : m( 聚乙烯) = 1 5 : 8 5混合 ,可使 复合材料有 良好的机械加 工性能和 理想的 阻燃
Zhu hu a b i n f uz h e n gbi ng
( Co l l e g e o f c h e mi s t r y a n d ma t e r i a l s s c i e n c e ; Hu b e i E n g i n e e r i n g Un i v r s i t y )
Abs t r a c t : Th e h a l o ge n -f r e e i nt ume s c e n t la f me r e t a r d a nt ,me l a mi n e s a l t of p e nt a e r y t h r i t o l p ho s pha t e wa s s yn t h e s i z e d f r o m p ho s pho r i c
攮本廛用
中 国化 工 贸 易
Ch i n a Ch e mi c a l Tr a d e
2 Q
鑫
季戊 四醇磷酸蜜胺盐膨胀型 阻燃剂的合成和应用
新型有机膨胀型阻燃剂BTOCPMOM的合成
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 9 8 3 3 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 1
新 型有机膨胀 型阻燃 剂 B T OC P MOM 的合成
周 涛 ,沈光善 ,李思敏 ,姚 玉婷 ,何
( 中南大学 化学 化工 学院 ,湖南 长沙 4 1 0 0 8 3)
所得 产品进行 了表征 。热重 分析和 产品 阻燃 性 能测试结 果表 明 :该 阻燃 剂在 热 重分析 中表 现 出 良好 的 热稳 定
性和较 高的成碳 性 ;在 聚丙烯 ( P P)中添加所得 B T O C P MO M,当w ( B T O C P MO M) : w ( P P ) = 3 0 : 7 0时 ,聚合物的氧
Hale Waihona Puke 阳 摘 要 :以季戊 四醇、三氯氧磷 、蜜胺和七钼 酸铵 为原料 ,通过季戊 四醇磷 酸酯和八钼酸 蜜胺进行复 配,
合 成 了新 型无 卤双 羟基磷 酸酯八钼 酸蜜胺 盐 ( BT OC P MOM o并采 用单 因素法确定 了其 最佳 合成 工艺 :反应 温度为 1 0 0℃ 、回流 时间为 6 h 。在此 工 艺条件 下,产品的收率达到 8 8 . 3 %。同时 ,以红外光谱和元 素分析 对
第2 7 卷第3 期
2 0 1 3 年 5月
湖
南
工
业
大
学
学
报
Vo1 . 2 7 N O . 3
J o u r n a l o f Hu n a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y
Ma y 2 01 3
f a c t o r me t h od we r e : r e a c t i o n t e mp e r a t u r e wa s I O 0 ̄ C a n d r e lu f x t i me wa s 6 h. a n d t h e y i e l d o f p r o d u c t r e a c h e d 8 8. 3 %.
膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐的合成及应用
第2 8卷 第 3期 20 0 8年 5月
河北大 学学 报 ( 自然科 学 版 )
J u n l fHe e Unv ri Nau a ce c dt n o r a o b i ies y( tr l in eE io ) t S i
V o . 8 No. 1型 阻燃 剂 二 溴新戊 二 醇磷 酸酯 三 聚氰 胺 盐 的合 成及 应 用
马 志领 , 崔海 香 , 张娇 娇 , 刘 平 , 建 勋 王
( 河北 大学 化 学 与 环 境 科学 学 院 ,河北 保 定 0 10 ) 7 0 2
a d t e fP d ii so P. v
Ke r s p s h r s p n o de d b o ne p nt l l c l mea ie;f me r t r a t d b o n op nt l y wo d : ho p o u e t xi ; i r mo o e y g y o ; lm n l a e a d n ; i r mo e e y
W hnte l tra t n P masrt ) a : , h pc nb re o eo d f r h e vl f e a r adn dP ( s ai w s 7 tesei un dfr scn sat ermoa o h f me e a o 3 me 0 et
ne p nt lg y o n o p o u e o i e.Issr c u e wa h r c e ie lme t la l ss,I a o e y l c la d ph s h r sp nt x d t t u t r sc a a t rz d by ee n a nay i R nd NM R e c tr a t d wih mea ner s tn n a p o p o u — o n — ir g n c n an n lme r tr a t— t e d — t .I e c e t lmi e ulig i h s h r sbr mi e n to e o t i i g fa e a d n — h i br mo e p n y l c lph s a e e t rmea ne s l , whih c n b a p id t p e a e lme r t r a t o n o e t lg y o o ph t s e — lmi at c a e p le o r p r fa e a d n PP.
MRF大分子膨胀型阻燃剂的合威
YANG Xi a o 。 q i n , DO NG Y a n — ma o , DAI Xu , S UN C h e n g ’ l o n g , L I J i a ’ x u a n
p e r f o r ma n c e o f MRF /EP we r e c ha r a c t e r i z e d b y TGA, LOI a n d S EM . Re s u l t s s h o we d t h a t ,t h e L OI o f MRF / EP f i l l e d wi t h 2 0 wt % MRF wa s 3 0% a n d t h e f l a me r e t a r d i n g p e fo r r ma n c e r e a c h e d UL。 9 4 V. I ) . Ke y wor ds: Re s o r c i n o l Fo r ma l d e h y d e; Ph o s p ho us r Ox y c h l o r i de; Me l a mi n e; I n t ume s c e nt Fl a me Re t a r d a n t
Abs t r a c t : A ma c r o mo l e c u l a r i n t ume s c e n t la f me r e t a r d a n t wa s s y n t he s i z e d u s i ng r e s o r c i n o l f o r ma l d e hy d e, p h o s p ho r us o x y c hl o r i d e a n d me l a mi n e a s ma t e r i a l s . T he p r o d uc t s we r e c ha r a c t e r i z e d b y F Y r I R. H NMR a n d
膨胀型阻燃剂--技术前沿
深圳市长园特发科技有限公司
膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂主要由3部分组成:碳源(成炭剂)、气源(发泡剂)。
其中各个组分的作用如下,炭源:在脱水剂和发泡剂的联合作用下,形成具有多孔结构的炭质泡沫层;酸源:加热或燃烧下能够生成酸的化合物,从而促使炭源脱水,加速炭层形成;气源:发泡剂在融化后固化前受热分解,释放惰性气体从而使所形成的炭层膨胀起来。
此外,除了以上3部分外,膨胀型阻燃剂通常要添加协效剂,起催化增强的作用,其代表物质在表1中列出。
膨胀型阻燃剂主要由所形成的多孔泡沫炭层在凝聚相起到阻燃作用,该炭层的形成主要按以下5步:
1.在温度较低时由酸源放出能酯化多元醇且可作为脱水剂的无机酸;
2.在温度稍高于释放酸时,发生酯化反应,而体系中的胺则作为酯化的催化剂;
3.体系在酯化前或酯化过程中熔化;
4.反应产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使熔融体系膨胀发泡;
5.反应接近完成时,体系胶化和固化,最终形成多孔泡沫炭层。
要的。
深圳市长园特发科技有限公司
技术部:范宇。
膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂是一种常用于聚合物材料中的阻燃添加剂,其阻燃机理主要涉及以下几个方面:
膨胀作用:
膨胀型阻燃剂在受热条件下会发生膨胀反应,产生大量气体。
这些气体可以隔离氧气,降低聚合物与火源之间的接触,减少燃烧反应的发生。
热分解作用:
膨胀型阻燃剂在高温下会发生热分解反应,产生具有阻燃效果的气体和炭化物。
这些产物可以在燃烧过程中吸收热量,降低燃烧反应的温度,减缓火势的蔓延。
碱金属盐的催化作用:
膨胀型阻燃剂中通常含有碱金属盐,如氢氧化铝、磷酸铵等。
这些盐类在高温下可以催化燃烧反应中的焦炭生成,形成炭化层,隔离燃烧反应,起到阻燃的作用。
充填作用:
膨胀型阻燃剂可以作为填料填充在聚合物材料中,增加材料的密度,降低热传导和气体扩散速度。
这种充填作用可以有效减缓燃烧反应的传播速度。
综合上述机理,膨胀型阻燃剂通过膨胀作用、热分解作用、碱金属盐的催化作用和充填作用等多种方式,协同作用来减缓燃烧反应的发展和蔓延,提供阻燃保护。
这种阻燃机理有助于降低聚合物材料的燃烧速率和火灾危险性,提高材料的阻燃性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
研究报告膨胀型阻燃剂的合成及应用蔡润之1,2,周向东1,2(1.苏州大学纺织服装工程学院,江苏苏州215021;2.苏州大学现代丝绸国家工程实验室,江苏苏州215123)摘 要:以季戊四醇、三氯氧磷和二乙烯三胺为原料,以丙酮为溶剂,三乙胺为缚酸剂合成了膨胀型阻燃剂;并用自制的封端异氰酸酯作交联剂,用于竹浆纤维织物的阻燃整理。
通过红外光谱仪(FT IR )、热性能分析(TG DTA )和扫描电镜(SE M )表征了该阻燃剂的结构特性,考察了其对织物热降解行为的影响及阻燃机理。
试验结果表明,该阻燃剂对竹浆纤维织物的阻燃效果明显,水洗10次后耐久性仍较好,但整理后织物的断裂强力、白度和手感稍有下降。
关键词:阻燃整理;阻燃剂;合成;竹浆纤维中图分类号:TS 195 592 文献标识码:A 文章编号:1000-4017(2010)08-0001-04Synthesis and application of intu m escent fla m e retardantCA I Run zhi 1,2,Z HOU X iang dong 1,21.Co llege of T ex tile and C lo t hing Eng i neering,Soochow Un i ver sit y,Suzhou 215021,China ;2.N ational Eng ineering Labora t ory for M odern S ilk,Suzhou 215123,ChinaAbstrac t :I n tu m escent fla m e reta rdan t was p repared in ace tone w ith pentaery thr ito,l phosphorus oxych l o ride and d ie thylene tri a m ine as m onom e rs and w ith triethy l a m i n e as deposited antacids ,and b locked isocyanate as cross linke r and app li e d to fire p roo fi n g fin ish o f ba m boo viscose fab ric .The structu ral p ropert i e s o f intu m escent fl a m e reta rdan t and its i n fluence ove r f ab ric the r ma l deg rada tion behav ior ,as we ll as fl a m e reta rdan t m echan is m we re cha racte rized by FT I R,TG DTA and SEM .Resu lts showed that fl a me re tardant e ffect was sign ifi c an t w ith the p repa red intum escent fl a me reta rdan t ,the du rab ility a fter 10l a un de ring s was we l,l and breaking strength ,wh iteness and hand l e dec li n ed s ligh tly .K ey word s :fire proo fing fin ish ;fire p roo fing agen t ;syn thesis ;bam boo viscose fibe r0 前言膨胀型阻燃剂是近年来国际阻燃领域广为关注的新型复合阻燃剂。
它具有独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性,符合环保要求,是阻燃剂无卤化的重要途径。
膨胀型阻燃剂(I FR )中磷氮元素含量较高,在燃烧过程中能形成致密的泡沫炭层,从而起到隔热、抑氧和防熔滴作用。
此类阻燃剂的阻燃性能优异,I FR 燃烧时不产生卤化氢气体,属于环保型阻燃剂,具有广阔的应用前景。
但I FR 中不含反应性基团,耐久性较差[1],故在纤维和织物上的应用较少。
因此,提高这类阻燃剂在纤维上的耐久性是目前研究的热点。
本试验以季戊四醇和三氯氧磷为原料,合成中间产物螺环磷酸酯二酰氯,再与二乙烯三胺反应,得到具有活性基团的膨胀型阻燃剂螺环磷酸酯二酰胺。
以自制的封端异氰酸酯作为交联剂,对竹浆纤维进行耐久性阻燃整理,并研究其在竹浆纤维织物阻燃整理中的收稿日期:2010-01-11基金项目:国家科技支撑计划项目(编号2007BAE41B04)作者简介:蔡润之(1985-),男,江苏宿迁人,在读硕士研究生,主要从事功能纺织助剂的开发及纺织品后整理的研究。
热降解行为及阻燃机理。
1 试验1.1 材料与仪器织物 146tex 146tex 156根/10c m 96根/10c m,经煮练、漂白100%竹浆纤维针织物。
药品 三氯氧磷、季戊四醇、二乙烯三胺、三乙胺、丙酮、二氯甲烷、乙醚、硫氰酸钾(均为分析纯),封端异氰酸酯交联剂(自制),中性皂粉、氨基硅油柔软剂(均为工业级)。
仪器 FT I R 740型红外光谱仪(美国尼高力公司),D ia m ond TG /DTA 型热重/差热综合热分析仪(美国PE 公司),WM ZK 01温度指示控制仪(上海华辰医用仪表有限公司),JB90 S 数字显示转动搅拌机(上海标本模型厂),LFY 201D 型多功能织物强力仪(山东省纺织科学研究院仪器研究所),WD 5型全自动白度计(江苏金坛市泰纳仪器厂),旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司),JJ200电子天平(常熟双杰测试仪器厂),YG701型全自动水洗机(南通宏大实验仪器有限公司)。
1.2 合成原理螺环磷酸酯二酰氯(SPDPC)的合成:11.3 合成方法1.3.1 中间体SPDPC的合成将定量的三氯氧磷和季戊四醇投入到装有搅拌器、温度计和导气管的三口烧瓶中,开启搅拌,将产生的氯化氢气体通过导气管和缓冲瓶通入氢氧化钠溶液中吸收。
60反应1h后,于80反应2h,最后升温至100保温4h,冷却,过滤,用二氯甲烷和乙醚各洗涤3次,真空烘干后保存。
1.3.2 目标产物SPDPCPD的合成将定量的中间体SPDPC溶于丙酮溶剂后,投入装有搅拌器、温度计和导气管的三口烧瓶中,开启搅拌,再将适量的二乙烯三胺和三乙胺溶于剩余的溶剂丙酮中,边搅拌边用滴液漏斗慢慢滴入三口烧瓶中。
20反应1h,再升温到35~40反应2~3h,生成的氯化氢气体由缚酸剂三乙胺吸收。
反应结束后降至室温,抽滤,乙醚洗涤,干燥,得目标产物。
1.4 竹浆纤维的阻燃整理工艺浸轧(二浸二轧,轧余率90%)!预烘(80 3m i n)!焙烘(160 3m i n)!水洗!皂洗!烘干整理液配方/(g/L)阻燃剂 400封端异氰酸酯交联剂(含固量30%)150硫氰酸钾6氨基硅油柔软剂(含固量27%)20浴比1∀20 1.5 测试方法(1)红外光谱(FT I R) 对SPDPC和SPDPCPD用FT I R740红外光谱仪分别进行红外光谱分析。
(2)热性能分析(TG DTA) 用热失重仪进行测试,温度范围:室温~650,升温速率为10/m i n,纯氮气气氛。
(3)扫描电镜(SE M) 对阻燃整理织物进行扫描电镜观察。
(4)热降解后残炭的红外光谱(FT I R) 在热失重仪中,纯氮气氛下,以10/m i n升温至所需温度后取出,迅速冷却,压片,在红外光谱仪上测定[2]。
(5)阻燃性能垂直燃烧法 根据GB/T5455#1997∃纺织品燃烧性能试验垂直法%,测量试样的续燃时间、阴燃时间、损毁长度等参数。
B1级:损毁炭长&15c m,续燃时间&5s,阴燃时间&5s;B2级:损毁炭长&20c m,续燃时间&10s,阴燃时间&10s。
极限氧指数(LO I) 按GB/T5454#1997∃纺织品燃烧性能试验氧指数法%测试。
(6)断裂强力 按GB/T3923.1#1997∃纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法%,在LFY 201D型电子织物强力机上测定。
(7)白度 按GB/T8424.2#2001∃纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法%,在U ltraScan XE 型电脑测配色仪上测试。
(8)手感评定 将原布手感定为5分,最高定为10分,试样最低为0分,至少3人主观评定打分,取平均值,数值越大,表示手感越好。
(9)含固量 称取1.0~1.5g产物于称量瓶中,于105~110恒温干燥箱中干燥3h,再放入干燥器中冷却至室温,称重。
按式(1)计算含固量:含固量=干燥前质量-干燥后质量干燥前质量100%(1)(10)耐洗性 在S W 12A型耐洗色牢度试验机中进行。
将织物浸渍在2g/L皂液中,40振荡水洗10m i n,再用清水洗2m in,即完成一次水洗。
2 结果与讨论2.1 红外光谱(FT I R)分析合成的SPDPC和SPDPCPD的红外光谱见图1。
图1 膨胀型阻燃剂及其中间体的红外光谱a SPDPC;b SPDPCPD2由图1知,波数970~1050c m -1范围,中间体SPDPC 在1029.4c m -1,而SPDPCPD 在1024.0c m -1处均存在P #O #R 的特征吸收峰。
SPDPC 的红外光谱图中,547.9c m -1处为P #C l 吸收峰,781.8c m -1处为#C H 2#中C #H 变形振动吸收峰,1306.9c m -1处为PO 未缔合吸收峰,1460.8c m -1处为酯#O #C H 2#中C #H 变形振动吸收峰。
SPDPCPD 的红外光谱图中,823.5c m -1处为脂肪族伯胺N #H 变形振动吸收峰,1088.5c m -1处为脂肪族伯胺中C #N 伸缩振动吸收峰,1226.5c m -1处为(RO 2)2#PO #NHR 特征峰,1639.1c m -1处为伯胺中N #H 变形振动吸收峰,3453.9c m -1处为仲胺的N #H 的吸收峰。
这些都与SPDPC 和SPDPCPD 的实际结构特征相吻合。
2.2 热性能分析2.2.1 膨胀型阻燃剂热性能分析膨胀型阻燃剂热性能TG -DTA分析如图2所示。
图2 膨胀型阻燃剂的热性能由图2知,膨胀型阻燃剂SPDPCPD 的失重分三个阶段:第一阶段在40~200 ,失重约5%,对应的DTA 曲线在100 附近出现了第一个吸收峰,这是水分蒸发及低聚物分解而引起。