阻燃剂的应用与研究进展

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膨胀型阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用前景

膨胀型阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用前景
Ab ta t Th o o ii n,me h n s , d a t g s a d d s d a t g s o n u s e t fa e sr c : e c mp sto c a im a v n a e n ia v n a e f i t me c n lm r t r a t ( F ) a e n r d c d n h s a e . Fu t e m o e t e ea d n IR r i t o u e i t i p p r r h r r , h m o iia in f h d fc t o t e o
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 .

有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展

有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展

有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展一、引言随着现代科技的迅猛发展和工业生产的不断增加,阻燃剂的需求量也在持续增加。

有机磷酸酯阻燃剂作为一类高效、常用的阻燃剂,应用范围广泛,但同时也带来了环境污染的问题。

本文旨在探究有机磷酸酯阻燃剂的污染现状与研究进展,以期为相关领域的研究和治理提供参考。

二、有机磷酸酯阻燃剂的应用与污染源有机磷酸酯阻燃剂具有良好的阻燃性能,广泛应用于建筑材料、电子电器、家具、汽车等领域,为提高物品的阻燃性能起到了重要作用。

然而,有机磷酸酯阻燃剂的广泛应用也导致了环境中的污染。

有机磷酸酯阻燃剂的污染主要源自两个方面:一是其生产与使用过程中的排放,二是产品在使用和废弃后的释放与迁移。

1. 生产与使用过程中的排放有机磷酸酯阻燃剂的生产过程中可能会产生一些有毒、难降解的副产物,如六溴环十二烷(HBCD)和氯代酚等。

这些副产物在生产过程中会通过废水和废气排放至环境中,造成水土污染和大气污染。

除了生产过程中的排放,有机磷酸酯阻燃剂在使用过程中也存在挥发和渗透的问题。

例如,在电子电器领域,电路板中使用的阻燃剂可能会逐渐释放出有机磷酸酯阻燃剂到环境中,导致环境中的污染。

2. 产品使用和废弃后的释放与迁移有机磷酸酯阻燃剂在产品使用过程中,由于温度变化、摩擦磨损等原因,会逐渐释放出来,并在环境中迁移。

例如,室内装修中使用的含有有机磷酸酯阻燃剂的涂料、地板等,会在使用过程中逐渐释放出来,进而污染室内空气和土壤。

产品废弃后的有机磷酸酯阻燃剂也可能对环境造成污染。

许多含有有机磷酸酯阻燃剂的废弃物通常被认为是危险废物,如果不经过安全处理,就可能对环境造成严重污染。

三、有机磷酸酯阻燃剂的环境效应与风险有机磷酸酯阻燃剂在环境中的存在和迁移可能对生态环境和人类健康产生潜在的风险。

1. 生态风险有机磷酸酯阻燃剂可能对水体生态系统产生困扰。

一些研究发现,有机磷酸酯阻燃剂会对水生生物产生毒性影响,如抑制生物生长、导致畸形发育等。

阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用

阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用
收稿 1 5 1 期: 2 0 1 2 — 1 2 — 2 8
我国阻燃科学的研究起步 比较晚, 从6 0 年代的 后期才开始发展 ,直到 8 0 年代 ,才得到快速发展 。
第3 0 卷 第1 期
2 0 1 3年 2月
皮 革 与 化 工
LEATH ER AN D CH EM I CALS
Vo 1 . 3 0 N0. 1 F e b . 2 01 3
阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用
曲家乐 , 王全杰 1 I 2 , 张慧洁
( 1 . 陕西科技大学资源与环境学院, 陕西 西安 7 1 0 0 2 1 ; 2 . 烟 台大学化学化工学院, 山东 烟台 2 6 4 0 0 5 ; 3 . 天津科技 大学材料科 学与化 学工程学院, 天津 r o g r e s s o n Fl a me Re t a r d a n t Ag e n t
a n d I t s Ap p l i c a t i o n i n Le a t h e r
Q U J i a - l e , WA N G Q u a n - j i e , Z H A N G H u i - j i e
T i nj a i n U n i v e r s i t y fS o c i e ce n nd a T e c h n o l o y, g T i nj a i n 3 0 0 4 5 7 , C h i n a )
Ab s t r a c t :I n t h i s p a p e r , t h e d e v e l o p me n t o f t h e l f a me r e t a r d a n t a g e n t w a s s u mma r i z e d . T h e s o r t s , c h ra a c t e r i s t i c s a n d t h e l f a me - r e t a r d e n t p r i n c i p l e s we r e a l s o i n t r o d u c e d . h e T a g e n t s w e r e a p p l i e d i n t h e p r o c e s s e s o f r e t a n n i n g , f a t l i q u o r i n g a n d i f n i s h i n g . I n t h e e n d , s o me p r o s p e c t s o f t h e d e v e l o p me n t t r e n d o f t h e l f a me r e t a r d a n t a g e n t s w e r e p u t f o r w rd a . Ke y wo r d s : h i 【 g h s u r p l u s c a r b o n r a t e ; n o -f o r ma ld e h y d e ; n o -h lo a g e n ; l e a he t r

磷系阻燃剂研究进展(图文并茂版)

磷系阻燃剂研究进展(图文并茂版)

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。

聚醚型tpu阻燃剂

聚醚型tpu阻燃剂

聚醚型tpu阻燃剂聚醚型TPU是一种性能优异的热塑性弹性体,广泛应用于制鞋、电线电缆、体育用品、汽车配件等领域。

然而,由于聚醚型TPU具有易燃性,因此,提高其阻燃性能成为研究和应用的关键问题。

本文主要介绍聚醚型TPU阻燃剂的应用及其研究进展。

一、聚醚型TPU阻燃剂的种类聚醚型TPU阻燃剂主要分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。

无机阻燃剂主要包括红磷、磷酸酯、氢氧化铝等;有机阻燃剂主要包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等。

其中,卤系阻燃剂具有较好的阻燃效果,但挥发分高、有毒性;磷系阻燃剂具有较好的抑烟效果,但热稳定性较差;氮系阻燃剂具有优良的耐热性和低毒性,但阻燃效果较差。

因此,研究新型聚醚型TPU阻燃剂具有重要的实际意义和应用价值。

二、聚醚型TPU阻燃剂的应用1. 制鞋行业:聚醚型TPU在制鞋行业中广泛应用,由于其优异的耐磨性、耐油性、低温性能等,已成为制鞋行业的主要材料之一。

然而,聚醚型TPU的易燃性给制鞋行业带来了安全隐患。

因此,在制鞋行业中,聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高鞋材的阻燃性能,降低火灾风险。

2. 电线电缆行业:聚醚型TPU在电线电缆行业中广泛应用于绝缘材料、护套材料等。

然而,聚醚型TPU的易燃性给电线电缆行业带来了安全隐患。

因此,在电线电缆行业中,聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高电缆材料的阻燃性能,降低火灾风险。

3. 体育用品行业:聚醚型TPU在体育用品行业中广泛应用于运动鞋、运动器材等。

然而,聚醚型TPU的易燃性给体育用品行业带来了安全隐患。

因此,在体育用品行业中,聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高体育用品的阻燃性能,降低火灾风险。

4. 汽车配件行业:聚醚型TPU在汽车配件行业中广泛应用于密封条、减震件等。

然而,聚醚型TPU的易燃性给汽车配件行业带来了安全隐患。

因此,在汽车配件行业中,聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高汽车配件的阻燃性能,降低火灾风险。

三、聚醚型TPU阻燃剂的研究进展1. 无机阻燃剂:无机阻燃剂具有优良的耐热性、低毒性等特点,但在聚醚型TPU中的分散性较差,影响其阻燃效果。

阻燃剂研究与应用进展及问题思考

阻燃剂研究与应用进展及问题思考

阻燃剂研究与应用进展及问题思考一、本文概述阻燃剂作为一种重要的化学助剂,广泛应用于各类材料中以提高它们的阻燃性能,对于保障人们的生命财产安全具有极其重要的意义。

随着科技的发展和环保要求的提高,阻燃剂的研究与应用面临着越来越多的挑战和机遇。

本文旨在对阻燃剂的研究与应用进展进行系统的综述,分析当前阻燃剂发展中存在的问题,并提出相应的思考和建议。

文章首先回顾了阻燃剂的发展历程,然后重点介绍了阻燃剂的分类、阻燃机理、研究方法及其在各个领域的应用情况。

在此基础上,文章进一步探讨了阻燃剂在应用过程中存在的问题,如环境污染、阻燃性能与材料性能的平衡、阻燃剂的耐久性等,以期为未来阻燃剂的研究与应用提供有益的参考和启示。

二、阻燃剂的研究进展阻燃剂的研究在近年来取得了显著的进展,这主要得益于新材料技术的发展和对火灾安全问题的持续关注。

阻燃剂的研究领域广泛,涵盖了无机阻燃剂、有机阻燃剂以及纳米阻燃剂等多个方面。

无机阻燃剂以其良好的热稳定性和无毒无害的特性受到广泛关注。

其中,金属氧化物、氢氧化物等无机阻燃剂在聚合物材料中的应用已经得到了深入研究。

它们通过吸收热量、释放水蒸气等方式,起到阻燃作用。

无机阻燃剂与其他阻燃剂的复合使用,进一步提高了阻燃效果和材料的综合性能。

有机阻燃剂方面,磷系阻燃剂和卤系阻燃剂是研究热点。

磷系阻燃剂主要通过在燃烧过程中形成磷酸或偏磷酸等玻璃状物质,覆盖在材料表面,隔绝氧气和热量,从而达到阻燃效果。

卤系阻燃剂则通过在高温下释放卤化氢等自由基抑制剂,中断燃烧链反应。

然而,卤系阻燃剂在使用中可能会产生有毒气体,因此在环保要求日益严格的今天,其应用受到了一定限制。

纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新兴研究方向。

纳米材料具有独特的物理化学性质,如大比表面积、高活性等,使得纳米阻燃剂在阻燃性能方面表现出优异的效果。

例如,纳米金属氧化物、纳米碳材料等,在聚合物中添加少量即可显著提高阻燃性能。

然而,纳米阻燃剂的制备成本高、分散性差等问题,限制了其在实际应用中的推广。

POSS在聚合物中的阻燃应用研究进展

POSS在聚合物中的阻燃应用研究进展

POSS 在聚合物中的阻燃应用研究进展随着生活水平的提高以及人们对安全性的关注,阻燃材料逐渐成为了人们越来越关注的领域之一。

聚合物作为重要的工程塑料,具有重量轻、高机械强度、高耐化学性等优点,在各种领域都有广泛应用,然而聚合物材料也存在着易燃、难熄、释放有害物质等问题,因此研究阻燃聚合物材料具有重要的意义。

本文将介绍阻燃聚合物材料中的主要阻燃剂-聚磷氧化物(POSS)的研究进展。

一、阻燃聚磷氧化物POSS 的研究背景及意义阻燃材料的应用范围非常广泛,它们在电子、建筑、汽车、飞机等领域都有重要的应用。

可以说,随着人们对生产安全和环境保护要求的提高,阻燃材料所迎来的发展机遇将越来越大。

而阻燃聚合物材料的研究则是其中的一个重要组成部分。

随着科技的不断进步和研究人员的不断探索,阻燃聚合物材料已经取得了明显的突破。

其中,聚磷氧化物(POSS)是一种新型的阻燃剂,具有良好的阻燃性能。

与传统的无机阻燃剂相比,POSS 具有良好的热稳定性、可加工性、机械性能等优点。

因此,研究POSS 在阻燃聚合物材料中的应用具有重要的意义。

二、阻燃POSS 的研究进展1.POSS 基阻燃体系的研究POSS 是一种新型的有机-无机杂化材料,具有良好的可加工性、机械性能、热稳定性和耐化学性等优点。

POSS 可以与无机阻燃剂相结合,形成有机-无机杂化阻燃剂,在聚合物中发挥协同作用,提高聚合物的阻燃性能,同时还能改善聚合物的力学性能。

许多研究表明,将POSS 与无机阻燃剂相结合,制备具有良好阻燃性能的POSS 基阻燃体系,这些体系具有良好的热稳定性、机械性能和阻燃性能,可以满足工业生产的需求。

例如,研究人员通过将氨基硅烷处理后的氧化聚丙烯(PP)与POSS 相结合,制备出具有良好阻燃性能的POSS 基阻燃体系,最终实现了PP 材料的高效阻燃。

2.POSS 作为阻燃剂的研究将POSS 作为阻燃剂,直接加入聚合物中,也是一种值得探索的方式。

混凝土中添加阻燃剂的应用效果

混凝土中添加阻燃剂的应用效果

混凝土中添加阻燃剂的应用效果一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等基础设施工程中的建筑材料,具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。

但在火灾事故中,混凝土容易受到高温的影响,导致其失去强度,从而失去承重能力,增加了火灾事故的危险性。

因此,为了提高混凝土在火灾事故中的防火性能,阻燃剂被引入混凝土中,以增加混凝土的防火性能。

二、阻燃剂的种类1. 碳酸盐类阻燃剂碳酸盐类阻燃剂是一种常用的阻燃剂,能够增加混凝土的阻燃性能。

它的主要成分是氢氧化镁、氢氧化铝等,能够在高温下分解,释放出二氧化碳、水蒸气等气体,形成一层保护层,从而减缓火焰的蔓延速度。

2. 磷酸盐类阻燃剂磷酸盐类阻燃剂是另一种常用的阻燃剂,能够与混凝土中的钙离子反应,形成磷酸盐等化合物,从而减缓火焰的蔓延速度。

3. 氨基甲酸盐类阻燃剂氨基甲酸盐类阻燃剂是一种新型的阻燃剂,它的主要成分是氨基甲酸盐和硅酸盐等,能够在高温下分解,释放出氮气等气体,形成一层保护层,从而减缓火焰的蔓延速度。

三、阻燃剂的添加方式阻燃剂的添加方式包括混合添加和表面涂装两种方式。

1. 混合添加混合添加是指将阻燃剂与混凝土原料一起进行混合,使阻燃剂均匀分布在混凝土中。

这种添加方式比较适用于生产大量混凝土制品的场合。

混合添加时应注意阻燃剂的粒度和添加量,以免影响混凝土的强度和施工性能。

2. 表面涂装表面涂装是指将阻燃剂涂在混凝土表面,形成一层保护层。

这种添加方式适用于对混凝土进行局部防火处理的场合。

表面涂装时应注意涂装层的厚度和涂装方式,以免影响混凝土的外观和使用寿命。

四、阻燃剂的应用效果1. 提高混凝土的防火性能添加阻燃剂能够提高混凝土的防火性能,减缓火焰的蔓延速度,降低火灾事故的发生概率。

阻燃剂的添加量和种类对混凝土的防火性能影响较大,应根据具体情况进行选择和控制。

2. 提高混凝土的耐久性阻燃剂的添加能够改善混凝土的耐久性,减少混凝土的龟裂、脱落等现象,延长混凝土的使用寿命。

关于氮系阻燃剂(MCA)在尼龙树脂里的应用情况研究

关于氮系阻燃剂(MCA)在尼龙树脂里的应用情况研究

关于氮系阻燃剂(MCA)在尼龙树脂里的应用情况研究氮系阻燃剂,指含有机的氮氧化合物。

是遇热就能分解放出大量气体的发泡剂,受热后易放出CO2\NO2\H2O等气体,这些不易燃烧的气体阻断了氧的供应。

从而实现了阻燃效果。

MCA学名三聚氰胺氰尿酸络合盐,白色微细粉末,分子量255,含氮量49%,比重1.5,不溶于水及任何有机溶剂,是一种添加型的阻燃剂。

它无毒无臭无味,分解温度高(300℃下很稳定,600℃以上分解),不仅阻燃效果好,而且加工时烟雾小,与高分子材料相容性好,无表面迁移现象。

主要用于尼龙、PBT、PP、环氧树脂、有机硅、聚氨酯、橡胶等高分子材料的阻燃。

其阻燃效好。

据小编所知,目前国内现有MCA规模生产厂家的区域分布情况如下:四川有两家、河北两家、山东三家、浙江一家、湖南两家,加上其他一些约有10多家MCA生产厂。

其中产能最大的是四川省精细化工研究设计院,年产MCA1.5万吨。

分为MCA粉末、无载体MCA颗粒、经过预处理后的高性能MCA等。

据说像罗地亚、汽巴嘉基也是其重要的合作伙伴。

根据网上能查询到的资料,其产品分类如下:为了达到无卤阻燃的环保要求,MCA在实际使用中,树脂中的添加量比较大时,往往才能达到阻燃V-0级;而MCA添加量大了以后,往往又会造成尼龙材料(PA)的机械性能造成不利的影响。

许多用户反映,在经过对多个生产厂家的产品对比使用后发现,四川省精细化工院的MCA产品,在同等配方生产条件下,阻燃V-0级,即使减少MCA的添加量,仍能较好的达到阻燃V0级,同时,对PA材料的机械性能影响是最小的。

并且,在耐温性能上,四川精化院的MCA产品是远优于其他厂家的同类产品的。

加入量8%时,即使不加钛白或增白剂,产品白度都远优于其他同类产品。

真是省钱又省力啊!在以上的这些生产厂家中,四川省精细化工研究设计院的产品更新能力也是最强的;无论是定制化产品,还是通用型产品,其客户应用解决方案也是最丰富的,客户需求的响应速度也是最快的。

新型有机磷环阻燃剂的应用及发展

新型有机磷环阻燃剂的应用及发展

新型有机磷环阻燃剂的应用及发展摘要:新型有机磷环阻燃剂作为一种高效的反应性阻燃剂在阻燃领域内十分引人注目。

此类化合物克服了一般有机磷阻燃剂诸如流动性强、发烟量大、易于水解和热稳定性差等缺点,具有效率高、阻燃持久、对材料的机械物理性能影响小等特点,是一种”绿色”(环保型)的阻燃产品,在信息、汽车、电子元件制造,以及光电设备等产业用途广泛,市场前景十分良好。

关键词:有机磷环化合物阻燃剂环保一、概要苯并基杂膦杂菲(dibenz-phosphaphenanthrene)类,是国外在十几前年刚商品化面市的“绿色”(环保型)阻燃剂。

对聚烯烃、聚苯乙烯、abs、as、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚砜、聚苯醚、环氧树脂和酚醛树脂等多种合成树脂,不仅阻燃抑烟功效显著,而且可以作为脱色剂、抗氧剂、紫外光吸收剂、增塑剂、热稳定剂、抗冲击等机械强度改性剂,改善其材料的多种性能。

其中间产品邻苯基苯酚(opp)还可以用于消毒液、脱脂液、低毒防霉剂、表面活性剂、皮革鞣制剂、记录材料显色剂、印染助剂、农药失效指示剂,医药、染料和农药、中间体。

其用途广泛,市场前景十分良好。

特别是[6h]-二苯并[c,e][1,2]氧杂膦杂菲-6-氧化物([6h]-dibenz[c,e]oxaphosphorin-6-oxide,以下简称odop,日本商品名为hca)作为一种新型的非卤阻燃剂,在信息、汽车业的电子元件制造中,以及光电设备用高性能塑料制品中均有特殊应用。

二、研究的目的、意义及应用高分子合成材料,大多是碳氢(有的含氧)有机化合物,都具有一定程度的燃烧性。

燃烧时产生大量烟雾或有害气体,是火灾中最先造成威胁的危险因素。

据统计,在火灾人员死亡事故中,大约80%是由烟雾窒息而致。

此外,烟雾和有毒气体的弥散,降低了火灾现场的能见度,贻误了灭火和抢救生命财产的时机,造成更多更大的次生灾害。

当今世界,高分子合成材料在建筑、交通、电子、信息等国民经济、国防建设乃至人们日常生活的各个领域中无处不有,而且使用量越来越大,消防安全和环境保护工作日益重要。

我国溴系阻燃剂的现状及发展方向

我国溴系阻燃剂的现状及发展方向

我国溴系阻燃剂的现状及发展方向1 前言阻燃剂是一类可有效阻止高分子材料燃烧、抑制烟雾和有毒有害气体产生的功能性助剂,目前性价比最高的品种当属溴系阻燃剂(BFR)。

溴系阻燃剂是目前世界上产量最大、消费量最大、阻燃效率最高的有机阻燃剂之一。

近年来,随着合成材料的迅速发展,合成塑料、橡胶、纤维愈来愈多地应用于国民经济的各个部门及人们的生产生活中,但与此同时,由于高聚物被引燃而导致的火灾也在大大增加。

因此,溴系阻燃剂及阻燃材料的重要性已不容置疑。

从我国目前溴系阻燃剂的生产状况来看,无论是从品种和数量,都较往年有了较大的发展,一方面是我国加入WTO后,出口产品中对阻燃性能要求严格,特别是电子电气产品的塑料制品,要求达到国际上认可的难燃标准;另一方面,《消防法》在国内得到了贯彻实施,特别是伴随公安部《公共场所阻燃制品燃烧性能要求及标识》标准的制定,将进一步促使溴系阻燃剂的生产得以迅猛的发展。

2 溴系阻燃剂的特点2.1 溴系阻燃剂的优点溴系阻燃剂阻燃效率高,适用面宽,耐热性好,水解稳定性优异,能满足多种高聚物加工工艺及阻燃产品的使用要求,且原料来耗充足,制造工艺成熟,价格低廉。

尤其是聚合型的溴系阻燃剂更是具有独特的优点。

聚合型溴系阻燃剂为高分子型添加剂,与高聚物具有良好的相容性,具有优异的光热稳定性,流动性良好,工艺适应性良好;燃烧时不会产生多卤代二苯并二恶烷及多卤代二苯并喃,无毒性,包括其终端应用产品,世界范围内无任何禁止法规;对薄壁和复杂制品的成型更容易,有利于缩短成型周期,提高生产效率;可进行回收和重复性使用;可以达到最严格的阻燃标准UL94,V-0级。

另外,通过控制聚合度,可有效控制低聚物的分子量,形成具有不同软化温度的低聚物,适应不同基材的需求。

2.2 溴系阻燃剂的缺点溴素阻燃剂用以阻燃的高聚物在燃烧时生成较多的烟、有毒气体及腐蚀性气体,降低被阻燃基材的光稳定性,有些溴系阻燃剂易渗出。

其次,溴系阻燃剂一般与氧化锑并用,使得材料的燃烧生烟量更高。

溴系阻燃剂应用情况分析及展望

溴系阻燃剂应用情况分析及展望

溴系阻燃剂应用情况分析及展望本文对溴系阻燃剂的应用情况进行了分析,并展望了其未来发展趋势。

通过对全球和中国市场的概况进行研究,发现溴系阻燃剂在建筑材料、电子电器、汽车和航空航天等领域有广泛的应用。

随着绿色环保阻燃技术的发展和新型阻燃剂的研发,溴系阻燃剂市场有望继续增长。

通过分析市场规模预测,预计全球和中国市场的溴系阻燃剂需求将持续增加。

最后,本文提出了一些建议,以促进溴系阻燃剂的应用和市场发展。

关键词:溴系阻燃剂,应用情况,发展趋势,建筑材料,电子电器,汽车,航空航天引言:阻燃剂在现代社会中扮演着重要的角色,能有效减少火灾事故对人身和财产的损害。

溴系阻燃剂作为一类常用的阻燃剂,因其良好的阻燃效果和广泛的应用领域而备受关注。

本文旨在对溴系阻燃剂的应用情况进行深入分析,并展望其未来的发展趋势。

通过对全球和中国市场的概况进行研究,我们可以了解溴系阻燃剂在不同领域的应用情况,并预测其市场需求的增长。

同时,我们还将关注绿色环保阻燃技术的发展和新型阻燃剂的研发,以期为溴系阻燃剂的应用和市场发展提供有益的参考和建议。

一、溴系阻燃剂的概述(一)定义与分类溴系阻燃剂是一类能够有效阻止材料燃烧的化学物质,其主要成分为溴。

根据其作用方式和化学结构的不同。

溴系阻燃剂可以分为以下几类:1. 多溴二苯醚类(PBDEs):是一种常用的添加型溴系阻燃剂,其分子中含有多个溴原子,并具有良好的阻燃效果。

2. 溴代苯酚类:是一种反应型溴系阻燃剂,其分子中含有苯环和溴原子,能够与聚合物材料中的自由基反应,从而起到阻燃作用。

3. 溴代双酚A类:是一种添加型溴系阻燃剂,其分子中含有多个溴原子和两个酚环,能够与聚合物材料中的自由基反应,从而起到阻燃作用。

4. 溴代邻苯二甲酸类:是一种反应型溴系阻燃剂,其分子中含有邻苯二甲酸和溴原子,能够与聚合物材料中的自由基反应,从而起到阻燃作用。

5. 溴代多元醇类:是一种添加型溴系阻燃剂,其分子中含有多个溴原子和多个羟基,能够与聚合物材料中的自由基反应,从而起到阻燃作用。

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状一、本文概述阻燃剂是一种广泛应用于各类材料中的化学助剂,旨在提高材料的阻燃性能,降低火灾风险。

随着全球对安全问题的日益关注,阻燃剂的研究和应用日益受到人们的重视。

阻燃剂的研究现状反映了人类对材料科学、化学以及火灾科学的深入理解和应用。

本文旨在全面概述阻燃剂及其阻燃机理的研究现状,分析阻燃剂的主要类型、应用领域以及阻燃机理的最新研究进展,以期为未来阻燃剂的发展提供理论支持和实践指导。

本文首先将对阻燃剂的定义、分类及其在各领域的应用进行简要介绍,以明确阻燃剂的重要性和应用范围。

然后,重点阐述阻燃剂的阻燃机理,包括阻燃剂在材料燃烧过程中的作用方式、阻燃效果的评估方法以及阻燃机理的最新研究进展。

在此基础上,对阻燃剂的研究现状进行深入分析,探讨阻燃剂的发展趋势和存在的问题,提出相应的解决策略和建议。

对阻燃剂的未来发展方向进行展望,以期推动阻燃剂技术的不断创新和应用拓展。

通过本文的阐述,我们期望能够为读者提供一个全面、深入的阻燃剂及其阻燃机理的研究现状概览,为阻燃剂的研究、开发和应用提供有益的参考和启示。

二、阻燃剂分类及其特点阻燃剂按照其作用方式和化学结构可以分为多种类型,每一种都有其独特的特点和应用领域。

卤系阻燃剂:卤系阻燃剂是最早被广泛应用的阻燃剂之一,主要包括溴系和氯系阻燃剂。

它们主要通过捕捉自由基、生成不燃或难燃的卤代烃气体来发挥阻燃作用。

卤系阻燃剂具有阻燃效果好、添加量小、不影响材料物理性能等优点,但也存在烟雾大、释放有毒气体等缺点。

磷系阻燃剂:磷系阻燃剂主要包括无机磷阻燃剂和有机磷阻燃剂。

它们主要通过凝聚相阻燃和气相阻燃两种方式发挥作用。

磷系阻燃剂具有低烟、低毒、耐水洗等优点,因此在许多领域得到广泛应用。

氮系阻燃剂:氮系阻燃剂主要包括三聚氰胺、双氰胺等。

它们主要通过在燃烧过程中释放氨气、氮气等不燃气体来稀释可燃气体,从而起到阻燃作用。

氮系阻燃剂具有无卤、无磷、环保等优点,但在某些应用中阻燃效果可能略逊于卤系和磷系阻燃剂。

有机磷系阻燃剂的研究与应用

有机磷系阻燃剂的研究与应用

有机磷系阻燃剂的研究与应用随着生活水平的提高和消费安全意识的不断增强,人们对包括纺织品在内的各种消费品的安全性提出了更高的要求。

纺织品一般都是具有易燃或可燃性的材料,容易引起火灾事故,因此对纺织品进行阻燃整理,阻止火焰产生或蔓延,是提高纺织品安全性能一种重要手段,有助于保障消费者的生命财产安全,同时提高产品的附加值。

标签:有机磷系;阻燃剂;研究与应用1有机磷系阻燃剂的研究现状目前,有机磷阻燃剂的研究主要集中在磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、缩聚磷酸酯、次膦酸酯以及有机磷酸盐等方面。

磷酸酯类阻燃剂由于资源丰富、价格低廉,因而应用广泛。

主要包括之含磷的磷酸酯阻燃剂、含氮磷酸酯阻燃剂和含卤磷酸酯阻燃剂,它们大都属于添加剂阻燃剂,具有阻燃与增塑双重功能。

市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。

这些磷酸酯主要用于聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、聚酯、聚烯烃、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯和液晶等高分子材料的阻燃。

只含磷的磷酸酯阻燃剂大多为酚类阻燃剂,国内外已相继研制出了间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、对苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A(二苯基磷酸酯)等低聚磷酸酯阻燃剂。

低聚磷酸酯类化合物是一类很有发展前途的磷系阻燃剂,其相对分子质量高,磷含量高,和传统的单磷酸酯相比,具有与聚合物基材相溶性好、耐迁移、耐挥发、阻燃效果持久等优点;含氮磷酸酯阻燃剂由于氮、磷两种元素的协同作用,发烟量小,基本不产生有毒气体,不仅具有良好的阻燃效果,而且可以明显降低阻燃剂的用量,是目前有机磷系阻燃剂发展的趋势。

含氮磷酸酯阻燃剂中氮元素主要来自化合物中的胺、二胺和三聚氰胺;含卤磷酸酯阻燃剂燃烧后由于卤素生成腐蚀性气体、致癌物等原因,现有关它们的报道较以前要少得多。

但因其阻燃的高效性仍有一些报道,大多为同时含有氯、溴的磷酸酯或高卤含量的磷酸酯。

其中,卤代烷基磷酸酯是一类阻燃性能好,应用广泛的添加型增塑阻燃剂,可广泛应用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、纤维织物以及橡胶等的阻燃,尤其是在软质和硬质聚氨酯泡沫塑料等中具有优异的阻燃性能。

反应型含磷阻燃剂的应用研究进展_李清英

反应型含磷阻燃剂的应用研究进展_李清英

2012年第31卷第8期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1751·化工进展反应型含磷阻燃剂的应用研究进展李清英1,夏正斌1,范方强1,陈均炽2(1华南理工大学化学与化工学院,广东广州 510640;2广东嘉宝莉化工集团股份有限公司,广东江门 529085)摘要:含磷阻燃剂具有低烟无毒、阻燃效果好的特点,是典型的无卤阻燃剂。

本文阐述了含磷阻燃剂的阻燃机理,综述了将反应型含磷阻燃剂引入聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸树脂等体系中所采用的不同改性方法,这些反应型阻燃聚合物均是主链或侧链含磷。

本文还对近几年来国内外关于含磷阻燃剂在这些体系中的应用研究进展进行了概述,提出未来应加深对阻燃剂协同机理及含磷阻燃剂水性化和光固化的研究。

关键词:含磷阻燃剂;聚氨酯;环氧树脂;丙烯酸中图分类号:TQ 021.8 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2012)08–1751–06 Research progress in reactive phosphorus-containing flame retardantLI Qingying,XIA Zhengbin,F AN Fangqiang,CHEN Junchi(1School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2Guangdong Carpoly Chemical Group Co.,Ltd,Jiangmen 529085,Guangdong,China)Abstract:Phosphorus-containing flame retardant,which exhibits the characteristics of low smoke,non-toxic and good flame retardancy,is a significant type of halogen-free flame retardants. In this paper,we described the mechanism of phosphorus-containing flame retardant,and introduced the different modification methods to incorporate phosphorus into the main chain or side chain of polymer,especially in the application of polyurethane,epoxy and acrylic resin. In addition,we reviewed the development of reactive phosphorus-containing flame retardant in recent years. Finally,the suggestions for further study on the synergistic mechanism of flame retardants as well as the development of the waterborne and UV-curable flame retardant polymer were proposed.Key words:phosphorus-containing flame retardant;polyurethane;epoxy;acrylic阻燃聚合物材料已经广泛应用于建筑、电子电器和交通等领域[1],并且需求量呈现不断上升的趋势。

氮系阻燃剂的研究及应用概况

氮系阻燃剂的研究及应用概况

【收稿日期】2004-12-16;【修回日期】2005-06-25【作者简介】王海军(1979—),男,河南平顶山人,在读硕士,主要研究方向为环氧树脂的阻燃改性。

氮系阻燃剂的研究及应用概况王海军,陈立新,缪 桦(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072) 摘 要:氮系阻燃剂高效且本身及其分解产物低毒,成为当今阻燃剂的发展方向。

文中概述了氮系阻燃剂及氮2磷复合阻燃剂的特点、分类及其阻燃机理,归纳了该阻燃体系在环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚乙烯和聚氨酯等体系中的应用概况,并指出了今后的发展方向。

关键词:阻燃剂;含氮化合物;阻燃机理;应用中图分类号:TQ3141248 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2005)04-0036-06The study on nitrogen -Containing flame retardants and its application in plasticsWAN G Hai 2jun ,CHEN Li 2Xin ,M IAO Hua(A pplied Chemist ry Depart ment of Science School ,N orth WesternPalytechnical university ,Xi ’an 710072,Chi na )Abstract :The nitrogen compound was a novel and high efficiency flame retardant for the low toxicity of itself and its decomposer.It ’s the developing direction of flame retardants at present.The characteristic ,type and mechanism of nitrogen compound and combined nitrogen 2phosphorus used as flame retardant were summarized in the paper.The applications of this kind of flame retardant in epoxy resin ,unsaturated resin ,phenolic resin ,polyethylene and polyurethane were also reviewed and the tendency in the future was indicated.K ey w ords :flame retardant ;nitrogen compound ;mechanism ;application 0 引 言传统卤素类阻燃材料如含溴材料具有很高的阻燃性,是目前使用最多的阻燃材料。

阻燃剂市场_应用及发展趋势

阻燃剂市场_应用及发展趋势

多类火灾。

主要参考文献1.丁康生等《哈龙替代物氟碘烃的研究》,消防技术与产品信息,1994.72.宋幼春《1301无害环境的替代物—Inergen T M灭火剂》,消防科技,1993.43.谢德隆《可替代卤代烷的N22A r2CO2(3I)气体灭火系统的性能和设计应用》,消防技术与产品信息,1994.94.任学文,《浅谈I N ER GEN惰体气性灭火剂及其系统》消防科技,1997.45.苏海林等“细水雾灭火效果研究”,消防技术与产品信息, 1999.36.傅智敏等《哈龙灭火剂的替代与气溶胶灭火剂》,消防技术与产品信息11999.57.U nited States Patent5,716,5498.U nited States Patent5,759,430阻燃剂市场、应用及发展趋势武警学院消防工程系 徐晓楠摘要 本文介绍了90年代阻燃剂领域的关注热点—市场、应用、开发研究趋势。

关键词:阻燃剂 应用 研究趋势1 前言随着合成材料工业的发展,其制品(塑料、橡胶、纤维等)广泛应用于建筑、运输、电子等各个领域,而由此带来的火灾隐患也成为全世界关注的问题。

为了提高合成材料的抗燃性,阻止材料被引燃及抑制火焰传播,最有效的方法是加入阻燃剂。

对此,以阻燃为目的的阻燃剂研究及材料阻燃改性技术受到注目,本文将阐述阻燃剂的市场、应用及开发进展趋势。

2 阻燃剂的市场从60年代至今,伴随合成材料领域的不断拓宽及阻燃法规的不断完善,阻燃剂市场经历了一个蓬勃发展的阶段。

以美国为例,1960年阻燃剂的消费量不及3万吨,70年代未至80年代初,美国实施了建筑生产用耐火材料的联邦标准,导致了阻燃剂使用量开始扩大, 1975年达到16万吨,15年增长了5倍多,1978年阻燃剂消费量达到20万吨,15年后的1993年又翻了一翻,阻燃剂消费量接近42万吨,据预测,2000年阻燃剂消费量可达到50万吨以上。

日本的阻燃剂工业起步较晚,但发展很快,日本1982年阻燃剂消费量达到7.3万吨,1991年达到13.6万吨,1996年达到15.4万吨, 15年间增长了两倍多。

无卤环三磷腈阻燃剂的开发与应用研究进展

无卤环三磷腈阻燃剂的开发与应用研究进展

ENG1 NE ERI NG P LAS TI CS AP P LI CAT1 0N
无 卤环 三磷 腈 阻燃 剂 的开 发 与应 用研 究进 展
高岩立 , 刘霞, 冀克 俭 , 张春杰 , 刘 元俊 , 李艳玲 , 周 彤
( 中国兵器工业集团第五三研究所 , 济南 2 5 0 0 3 1 )
近年来 , 随着 阻燃材 料的发展 和市 场需求的迅速 扩大 , 兼 具高效 、 环保和 多功能性 的阻燃 剂受到越来 越多 的关 注。 目前市 场上广 泛应用 的 卤系阻燃剂 正面 临多方 限制 : 欧盟 Ro S H指令 、 WE E K指 令 以及 即将 在建材 等行 业 实行 的新 的阻燃剂分类 和测 试标准等 。多溴联 苯 ( P P B ) 、 多溴联苯醚 f B D P O ) 在欧盟 、 美 国多个州和 日本 的应用受到 限制 ; 而我 国 新实施的建筑材料及其制品燃烧性能等级 国家标准 , 也 限制 了卤系阻燃 剂的应用 。国内外法律法 规对 卤系 阻燃剂 的限 制, 使得无 卤阻燃剂的需求 日益强烈 [ 1 - 3 ] o 环三磷腈衍生物是 六氯环三磷腈经 亲核取代反应后得
Ab s t r a c t :De v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f c y c l o t ip f h o s p h a z e n e d e r i v a t i v e s , s u c h a s c y c l o t r i p h o s p h a z e n e c o n t a i n i n g a r o ma t i c a n d s c r e w r i n g a r o ma t i c h y d r o c a r b o n s , c y c l o t r i p h o s p h a z e n e c o n t a i n i n g h y d r o x y l , c y c 1 O t r i p h o s p h a z e n e c o n t a i n i n g u n s a t u r a t e d d o u b l e b o n d ,c y c l o t r i p h o s p h a z e n e c o n t a i n i n g p h o s p h a t e e s t e r a n d d e n d r i t i c s t r u c t u r e c y c l o t r i p h o s p h a z e n e e t c i n r e c e n t y e a r s we r e ma i n l y r e v i e we d. De v e l o p me n t a n d r e s e a r c h s t a t u s o f c y c l o t r i p h o s p h a z e n e la f me r e t a r d nt a we r e b r i e l f y i n t r o d u c e d, a n d t h e f u t u r e r e s e a r c h d i r e c t i o n wa s p r o s p e c t e d . Ke y wo r d s : c y c l o t r i p h O s p h a z e n e d e r i v a t i v e s; n o n — h a l o g e n; r e t a r d a n t

硼酸锌在阻燃EVA中的应用的最新进展

硼酸锌在阻燃EVA中的应用的最新进展

新世纪硼酸锌在阻燃EVA中的应用的最新进展在本文中,硼酸锌用作EVA-ATH和EVA-Mg(OH)2阻燃体系的协效剂和消烟剂。

通过研究在锥形量热实验过程中的不同时间的EVA-ATH、EVA-ATH/ZB的残余物的固态NMR谱图,可以得出阻燃体系的阻燃机理。

这还证明了在聚合物的加热过程中,ATH 分解成Al2O3延长了点着时间。

此外,在聚合物燃烧期间由ATH就地生成Al2O3是重要的。

同时,硼酸锌的分解产生一层玻璃态的保护层,而玻璃态的保护层是更有效的炭化层。

1 前言聚乙烯类的聚合物应用在许多场合,诸如家庭装饰材料、交通、电力工程应用等。

由于它们的化学结构,这些聚合物极易燃烧,因此,对其中的许多聚合物来说,阻燃是重要的要求。

可以通过几种途径来达到阻燃的目的,其中之一是添加助剂。

迄今为止,卤素共混物已大量使用。

但是卤素共混物燃烧时产生的腐蚀性、有毒的气体及烟引起了人们的重视。

由此,一些工业部门,尤其是那些关心大气层的部门、微电子和电线电缆生产商对无卤阻燃剂,例如ATH、Mg(OH)2特别感兴趣。

ATH、Mg(OH)2在接近聚合物的分解温度时,通过吸热分解释放结晶水来达到阻燃目的,而且不存在产生烟和腐蚀性气体的问题。

以往的研究已经证实,在一些聚合物(EVA、PVC、尼龙……)中,尤其是无卤体系中,采用硼酸锌和其它阻燃剂共混有明显的优势。

硼酸锌可作为消烟剂、消残灼剂、消除腐蚀性气体、反跟踪剂,甚至还可作为协效剂。

特别地,在以EVA为基料、填充ATH或Mg(OH)2的阻燃体系中硼酸锌可用作协效剂。

本工作的目的是根据燃烧行为和化学行为来研究BZn在无卤阻燃EVA体系中的作用。

首先,根据标准的氧指数和UL-94测试以及建立在测定不同阻燃体系(EVA/ATH/BZn,EVA/Mg(OH)2/BZn)的氧气消耗量基础上的锥形量热法来确定燃烧行为,从而证明BZn 在这些体系中的作用。

其次,研究阻燃体系的热行为;最后,讨论BZn /ATH的相互作用:分析在锥形量热实验的不同时间产生的样品残余物的固态NMR谱图,可以看出在EVA体系中BZn 与ATH的相互作用。

脂肪烷基伯胺作为工业阻燃剂的应用研究

脂肪烷基伯胺作为工业阻燃剂的应用研究

脂肪烷基伯胺作为工业阻燃剂的应用研究阻燃剂在现代工业中扮演着至关重要的角色,它们能够有效地减缓或阻止材料燃烧过程,保护人们的生命财产安全。

脂肪烷基伯胺作为一类常见的阻燃剂,广泛应用于各个领域。

本文将重点探讨脂肪烷基伯胺在工业中作为阻燃剂的应用研究。

脂肪烷基伯胺是一类分子结构中含有伯胺基团的化合物,其疏水性和热稳定性使其成为理想的阻燃剂。

脂肪烷基伯胺的应用领域广泛,包括塑料、橡胶、纺织品等。

其中,塑料是最常见的应用领域之一。

塑料制品被广泛应用于日常生活和工业生产中,然而,塑料在遭受火灾时会产生大量有毒气体,对环境和人类健康造成威胁。

因此,在塑料制品中添加阻燃剂成为一种解决这一问题的方法。

脂肪烷基伯胺由于其良好的阻燃性能成为了塑料工业中的研究热点。

研究表明,脂肪烷基伯胺作为阻燃剂能够显著提高塑料制品的阻燃性能。

其阻燃机理主要是通过与燃烧过程中生成的自由基反应,阻断燃烧链反应并减少热分解产物的形成。

此外,脂肪烷基伯胺还能够吸附在塑料表面形成疏水层,阻碍氧气的接触,从而降低火焰的蔓延速度。

在工业应用中,脂肪烷基伯胺通常以涂覆剂或添加剂的形式添加到塑料中。

涂覆剂的主要作用是在塑料表面形成一层防火膜,防止火焰扩散。

添加剂则通过在塑料体内扩散和溶解,提高整体的阻燃性能。

目前已有各种方法用于制备脂肪烷基伯胺阻燃剂,并对其结构和性能进行了深入的研究。

特别是一些高分子聚合物的改性研究,如聚丙烯、聚氯乙烯等,进一步提高了脂肪烷基伯胺阻燃剂的应用效果。

但是,脂肪烷基伯胺作为阻燃剂还存在一些潜在问题。

首先,阻燃剂的添加可能会影响塑料的力学性能和加工性能。

其次,脂肪烷基伯胺作为有机化合物,可能会对环境造成一定的污染。

因此,在使用脂肪烷基伯胺作为阻燃剂时,需要综合考虑材料的性能要求、环境安全性、生产工艺等因素,进行合理的选择和使用。

此外,还有一些潜在的研究方向值得深入探索。

首先,可以通过制备不同结构和功能的脂肪烷基伯胺化合物,进一步提高其阻燃性能和环境友好性。

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阻燃剂的应用与研究进展白景瑞( 北京理工大学化工与材料学院 北京 100081 )滕 进( 航天材料及工艺研究所 北京 100076 )文 摘 阐述了阻燃材料与阻燃剂得以推广应用并迅速发展的主要原因;分析了应用于阻燃材料中的卤系、有机磷系、磷—氮系(又称膨胀型)或有机硅系等不同类型阻燃剂的阻燃特性及其适用范围;重点探讨了膨胀型阻燃剂的阻燃机理和阻燃特性,并介绍了相关产品的发展动向。

为克服卤系阻燃剂的不足和提高环保效果,无卤、高效、低烟、低毒新型阻燃剂合成及其阻燃技术的研究是当今高分子阻燃材料的发展方向,特别是膨胀型阻燃剂和有机硅系阻燃剂的开发与应用将成为21世纪阻燃剂最活跃的研究领域之一。

关键词 阻燃材料,阻燃剂,膨胀型,阻燃机理Usage and Development of Flame RetardantBai Jingrui( Beijing Institute of T echnology Beijing 100081 )T eng Jin( Aerospace Research Institute of Materials and Processing T echnology Beijing 100076 )Abstract Main reas ons why flame retardant materials and flame retardants are widely used and rapidly developed are reviewed.The flame retarding characteristics and applicable area are analyzed for the flame retardant materials,such as halogen systems,organic phosphorus systems,phosphorus2nitrogen systems(intumescent flame retardants)and organic silicate systems.Particular attention is focused on retarding mechanism and retarding characteristics of the intumescent flame retardants and their development.T o overcome drawbacks of the halogen flame retardant systems and im prove their environment effects,s ome new non2halogen,low sm oke,low toxic,and high efficient flame retardants and flame retarding technique are being developed,and it is considered that the research and development of intumescent flame retardants and organic silicate retardant systems will be one of the hottest research field in the21st century.K ey w ords Flame retardant materials,Flame retardants,Intumescent,Flame retarding mechanism1 引言20世纪50年代后,随着高分子材料工业的发展,三大合成材料愈来愈广泛地应用于生产和生活的各个邻域。

与此同时,由于这些有机聚合物的可燃性而引起的火灾也给人们酿成了惨重的人员伤亡和造成了巨大的经济损失,所以自60年代起,一些工业发达国家即开始生产和应用阻燃塑料、阻燃橡胶和阻燃纺织品。

随着电器、电子、机械、汽车、船舶、航空、航天和化工的发展,对产品材质的阻燃要求也愈来愈高,使阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及收稿日期:2000-09-14;修回日期:2000-12-06白景瑞,1942年出生,副教授,主要从事功能材料及其中间体的制备工艺研究工作推广应用得以迅速发展,其品种日趋增多、产量急剧上升[1]。

目前就产量和用量来看,阻燃剂已成为仅次于增塑剂的塑料助剂,而就产量的年增长率而言,阻燃剂也位居各种塑料助剂的前列。

由于阻燃材料应用领域的拓展和人类生存环境的需求,具有多重阻燃效用(气相、凝聚相阻燃)、低烟、低毒的新型阻燃剂合成和阻燃技术的研究已成为当今高分子阻燃材料关注的两大课题。

2 阻燃剂的主要品种和卤系阻燃剂的特点目前实际应用的阻燃剂品种有很多,可分为卤系、有机磷系、磷—氮系(无卤膨胀型阻燃剂)、有机硅系及无机系等。

卤系(尤其是溴系)阻燃剂在70~80年代中期,曾经历了一个快速发展的黄金时代,由于C —Br 键的键能较低,大部分溴系阻燃剂在200℃~300℃下会分解,此温度范围正好也是常用聚合物的分解温度范围,所以在高聚物分解时,溴系阻燃剂也开始进行分解,发挥一定的阻燃作用(这也是溴系阻燃剂的效率比相应的卤系阻燃剂高的主要原因之一),这类阻燃剂还能与其它一些化合物(如三氧化二锑)复配使用,通过协同效应使阻燃效果明显得到提高,所以溴系阻燃剂的适用范围非常广泛,可以大量应用于阻燃多种塑料、橡胶、纤维及涂料等,是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一[1,2],溴系阻燃剂的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A 、四溴二季戊四醇、溴代聚苯已烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。

例如,著名的溴系阻燃剂十溴二苯醚、虽然具有极优异的热稳定性与极高的溴含量和纯度,且制造工艺简便、价格较低。

但却因为燃烧时会释放有毒物质,其使用受到了一定限制。

不过由于溴系阻燃剂在阻燃领域内举足轻重的地位,所以新型溴系阻燃剂的开发和应用从来都没有停止过,但为寻找溴系阻燃剂的代用品,特别是对非卤代阻燃体系的研究方向将会具有更诱人的前景[3,4]。

3 有机磷系阻燃剂有机磷系阻燃剂是与卤系阻燃剂并重的有机阻燃剂,它品种多、用途广,约70年代初,有机磷阻燃剂在美国阻燃剂市场上就已占到总销量的50%以上,应用最多的品种应属磷酸酯和膦酸酯类[5](含它们的含卤衍生物),例如结构式为OP (OCH 2CHClCH 2Cl )3的T DCPP ,它的阻燃效率高,挥发性低,耐油和耐水解性好,适用于阻燃软质和硬质聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯、环氧树脂、不饱和聚酯、聚苯乙烯和合成橡胶等。

随着聚氨酯、聚烯烃以及各种工程塑料阻燃要求的提出,相继又出现了一系列性能良好的新型无卤有机磷阻燃剂,例如,美国G reat Lake 公司生产的C N —1197,系季戊四醇基磷酸酯阻燃剂,可用于环氧和不饱和聚酯树脂等复合材料的阻燃,其合成路线如下: 以C N —1197为中间体还可衍生出一系列新阻燃剂。

据美国AK zo 公司报道,采用C N —1197与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯,将其与聚磷酸铵复配可用于聚丙烯的阻燃。

无卤芳香基磷酸酯的发展方向是提高磷含量和热稳定性。

分子中具有两个或两个以上的磷原子的无卤芳香基磷酸酯具有良好的热稳定性和较好的阻燃性。

在聚苯醚、聚碳酸酯和聚苯乙烯及其合金中有良好的加工性能和一定的阻燃性。

磷酸酯对软PVC 的阻燃效能与酯中的芳基含量有关,芳基含量愈高,阻燃效能愈好,但酯中的烷基可赋与材料以较好的增塑性和低温性能。

软PVC 的氧指数通常与其中磷酸酯的含量成线性关系。

膦酸酯具有类似磷酸酯的性质,它们的热稳定性很高,只有在很高温度下,C —C 键才能断裂。

4 磷—氮系阻燃剂及其阻燃机理探讨磷—氮系阻燃剂不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,故具有良好的阻燃性能。

人们又称这类阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

研究膨胀型阻燃剂符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势,给膨胀型阻燃剂的发展提供了良好的机遇,同时也被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。

为提高这类阻燃剂的阻燃功效,其阻燃的物理和化学过程的详细机理更有待进一步研究。

如今美、意等国的一些膨胀型阻燃剂已商品化,用于高分子材料的膨胀型阻燃剂将成为21世纪阻燃剂最为活跃的研究领域之一。

膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成[5,6]:酸源(脱水剂),碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源)。

膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用,此碳层主要按以下几步形成:(1)在较低温度(150℃左右,视酸源和其它组分性质而定)下,由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸;(2)在稍高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇(碳源)进行酯化反应,而体系中的胺则作为酯化反应的催化剂,使酯化反应加速进行;(3)体系在酯化反应前或酯化过程中熔化;(4)反应过程中产生的水蒸气和由气源产生的不燃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,且体系进一步膨胀发泡;(5)反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫碳层。

整个过程如图1所示:图1 多孔碳层形成过程示意图Fig.1 Schematic drawing of porous carbonization zone forming process 另外,组成膨胀型阻燃剂的磷—氮—碳体系遇热可能产生NO 及NH 3,而极少量的NO 及NH 3也能使燃烧赖以进行的自由基化合物导致链反应终止。

同时自由基也可能碰撞在组成泡沫体的微粒上,而互相化合成稳定的分子,致使链反应中断,所以膨胀型阻燃剂也可能在气相发挥阻燃作用。

美国G reat Lake 公司开发的一种含氮—磷的添加型膨胀型阻燃剂C N —329,结构式为:是由季戊四醇、三氯氧磷和三聚氰胺为原料,经合成制得。

C N —329适用于PP (聚丙烯),在PP 加工温度下稳定性好,不迁移,所得阻燃PP 密度低,且有良好的电气性能。

Ex olit IFR 是美国H oechst Celanese 公司销售的膨胀型阻燃剂,以磷、氮为活性组分,不含卤素和氧化锑,燃烧时主要在凝聚相起作用,能生成焦碳层,保护下层基质不继续燃烧和不产生熔滴。

此类阻燃剂可抑制生烟量,且不产生有毒或腐蚀性气体,同时,还具有优异的热稳定性和加工使用性能,也不易起霜。

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