超细粉体微胶囊红磷阻燃剂的研制

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微胶囊化红磷阻燃剂的研制及应用

微胶囊化红磷阻燃剂的研制及应用
Zh n Fu n e g mi Ch n Xi l n e ua y 口 y 0 Ch n Bi gn e n i
Ab ta t T er d p o p o u ca d n e e s r ob n a s lt d p e i n r y i e a p ia in h h n l sr c : h e h s h r sr tr a t s n c s ay t e e c p u ae r l i mi a i t p l t .T e p e o i l n h c o c,
滴 加 苯酚 ( 尿 素 ) 3 % 甲醛 ( 一 定 比例 ) 合 或 与 6 按 混
它 的应 用 。 为 了实现 用红磷 做 阻 燃剂 的 目的 ,必须 将 红磷 进 行包 覆 。红磷 以微 胶 囊 化形 式 做 阻燃 剂 添
加入 各 种 多 聚物 中 , 克服 以上 的缺 点 , 能 同样 达 到 阻
维普资讯
技 术 进 步
微 胶 囊化 红磷 阻燃 剂 的研 制 及 应 用
郑 芙昊 陈秀兰 杨 勇 陈秉倪
同济 大学化学 系 ( 上海 2 0 9 ) 0 0 2
摘 要: 论述 了红磷包覆的必要性及包覆 方法。分别采 用酚醛树 脂、 脲醛树脂 对红磷进行微胶囊 化 , 测 了红磷 检
涤 。 8 ℃下 干燥 。然 后 用物 理 沉积 或 化 学成 键 的 于 O
气体 化 的方 向发 展 。磷 系阻 燃 剂 以磷 酸 酯类 及 红磷 作 为 主要 的 品种 ,主要 是起 固相 阻燃 作 用 。特 别是
用 红磷 做 的高 分 子材 料 阻燃 剂 具 有低 毒 、 高效 、 价 廉 的优 点 ,且对 材 料制 品的性 能 影 响甚 小 。但 是 红磷 易 吸潮 、 氧化 、 易 与树 脂 相容 性 差 , 长期 与 空 气 、 分 水

《聚乳酸-微胶囊红磷系列阻燃材料的性能研究》范文

《聚乳酸-微胶囊红磷系列阻燃材料的性能研究》范文

《聚乳酸-微胶囊红磷系列阻燃材料的性能研究》篇一聚乳酸-微胶囊红磷系列阻燃材料的性能研究一、引言随着人们对安全性能要求的提高,阻燃材料在各个领域的应用越来越广泛。

聚乳酸作为一种环保型生物基材料,具有优异的物理性能和生物相容性,但其易燃性限制了其应用范围。

因此,研究聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料的性能,对于提高聚乳酸的阻燃性能、拓宽其应用领域具有重要意义。

本文将就聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料的制备、性能及影响因素等方面进行详细研究。

二、材料制备聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料的制备主要采用物理共混法。

首先,将微胶囊红磷与聚乳酸进行混合,通过熔融共混、冷却、粉碎等工艺,制备出聚乳酸/微胶囊红磷复合材料。

在制备过程中,需控制好混合比例、温度、时间等参数,以保证复合材料的性能稳定。

三、性能研究1. 阻燃性能聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料具有优异的阻燃性能。

当材料受到火焰作用时,微胶囊红磷能够迅速分解并释放出不可燃气体,降低材料表面的温度,从而达到阻燃的效果。

此外,红磷与聚乳酸之间的相互作用还能提高材料的成炭能力,进一步增强其阻燃性能。

2. 物理性能聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料具有良好的物理性能。

其力学性能、热稳定性、抗老化性能等均得到显著提高。

这主要得益于微胶囊红磷的加入,使得材料在受到外力作用时能够更好地分散应力,提高材料的韧性。

同时,红磷的加入也增强了材料的热稳定性,提高了其耐热性能。

3. 环境友好性聚乳酸作为一种生物基材料,具有较好的环境友好性。

而微胶囊红磷的加入并未对材料的环保性能造成影响。

此外,该阻燃材料在燃烧过程中产生的烟气毒性较低,有利于保护人体健康和环境安全。

四、影响因素1. 微胶囊红磷含量微胶囊红磷的含量对聚乳酸/微胶囊红磷系列阻燃材料的性能具有重要影响。

当红磷含量较低时,材料的阻燃性能较差;而当红磷含量过高时,虽然能提高阻燃性能,但可能会影响材料的物理性能。

因此,需通过实验确定最佳的红磷含量。

微胶囊化红磷的阻燃机理及其在聚合物中的应用

微胶囊化红磷的阻燃机理及其在聚合物中的应用

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]。

红磷阻燃剂制作工艺

红磷阻燃剂制作工艺

红磷阻燃剂制作工艺
红磷是一种常见的阻燃剂,它可以在高温下释放出磷化氢气体,从而减缓或阻止火焰的蔓延。

然而,红磷的使用需要谨慎,因为它
本身也具有一定的毒性和危险性。

以下是一般红磷阻燃剂的制作工艺:
1. 原料准备,制备红磷阻燃剂的原料主要包括红磷、载体材料(如塑料、橡胶等)以及其他辅助添加剂。

2. 红磷处理,红磷通常以粉末状存在,需要进行处理以确保其
与载体材料的良好混合。

处理方法可以包括研磨、球磨等,以提高
红磷的分散性和与载体材料的接触面积。

3. 混合制备,将处理后的红磷与载体材料以及其他添加剂按照
一定的配方比例进行混合,确保各组分均匀分散。

4. 加工成型,将混合物进行加工成型,可以采用挤出、压延、
注塑等工艺,制成所需的红磷阻燃剂制品。

5. 产品检测,对制备好的红磷阻燃剂进行必要的检测,包括阻
燃性能、机械性能、热稳定性等,确保产品符合相关标准和要求。

需要注意的是,制备红磷阻燃剂的工艺需要严格控制红磷的使用量和处理过程,以及对产品的安全性和环境友好性进行评估。

同时,在生产过程中需要严格遵守相关的安全操作规程,以确保生产过程安全可靠。

最后,产品的使用和处置也需要遵循相关的法律法规,以减少对环境和人体的影响。

超细球粒粉末红磷的制法

超细球粒粉末红磷的制法
5 常 海 , 王 吉 贵 , 甘 孝 贤.国 外 含 磷 系 、卤 素 系 阻 燃 聚 氨 酯 材料的研究进展[ J] .火炸药学报, 2004, 27(2): 56~59.
本法在进行由黄磷热转化红磷时, 采用 分散剂, 在较低的转化温度下制得圆球粒状 微细粒粉末, 不用经过粉碎工序和干燥工 序, 因此本法生产流程简单, 生产效率高, 特别是节省能源, 省略设备, 具有显著经济 性, 即生产成本比通常方法生产的成本低。
用本法生产的圆球状微粉末红磷不仅生 产成本低, 而且可作为超细粒红磷出售价可 高于普通工业红磷, 因此生产企业可获得更 高的经济效益。精细加工企业使用这种微细 粒红磷, 可以不用经湿磨工序直接进行微胶 囊包覆及稳定化安全化表面处理, 可作为高 功能阻燃剂使用, 而其生产成本也相对较 低。
12
阻燃材料与技术
2007 年第四期
超细球粒粉末红磷的制法
张治华
Hale Waihona Puke 鲍志素( 合肥车桥有限公司, 合肥 230011)
摘 要 在用黄磷热转化红磷时, 采用分散剂, 用较低的转化温度及较短的转化时间, 在通入 氮气保护下, 可制得超细球状粉粒红磷, 可省去湿磨粉碎及过滤、干燥工序, 在进行微 胶囊化包覆及 表面处理前, 也不需首先湿磨处理, 不仅红磷稳定性高, 更有简化工序经济性。
2 房晓敏, 欧育湘.阻燃剂 V6 的合成及其在聚氨酯中的应 用[ J] .塑料工业, 2006, 34(3): 54~56.
3 邹 德 荣 , 吴 小 杰 , 杨 姗 姗.卤 族 阻 燃 剂 对 PUR 弹 性 体 性 能的影响[ J] .合成树脂与塑料, 2004, 21(6): 26 ̄28.
4 张理平, 王俏.不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响 的研究[ J] .材料开发与应用, 2006, 21(3): 4~6.

微胶囊红磷生产工艺

微胶囊红磷生产工艺

微胶囊红磷生产工艺微胶囊红磷是一种用于阻燃材料的重要原料,它具有较高的阻燃性能和抗击打性能,在建筑、电子、航空航天等领域得到广泛应用。

下面将介绍一种微胶囊红磷的生产工艺。

微胶囊红磷的生产工艺包括胶囊化过程和封装过程。

首先是胶囊化过程。

在这一过程中,红磷粉末和壳料经过混合搅拌后形成红磷胶囊。

1. 准备工作:准备所需的原材料,包括红磷粉末和壳料。

确保原材料质量合格。

2. 搅拌混合:将红磷粉末和壳料按一定比例放入搅拌机中进行混合。

混合的目的是将红磷均匀地分散在胶囊中。

3. 加胶:将一定量的胶料加入搅拌机中,与红磷粉末和壳料混合。

胶料的添加有助于形成坚固的胶囊壁。

4. 加水:在搅拌的同时逐渐加入适量的水,形成胶囊化反应。

水的加入导致红磷粉末和胶料发生反应,使其黏结在一起。

5. 形成胶囊:搅拌一段时间后,红磷胶囊开始形成。

搅拌机可以根据需要调节转速和时间来控制胶囊的大小和形状。

接下来是封装过程。

在这一过程中,将红磷胶囊进行封装,使其稳定并便于携带和使用。

1. 定型:将形成的红磷胶囊进行固化,使其保持形状和大小。

这一步通常需要在一定的温度和湿度条件下进行。

2. 干燥:将固化的红磷胶囊进行干燥,去除其中的水分。

干燥的时间和温度可以根据需要进行调节。

3. 封装:将干燥的红磷胶囊放入适合的封装材料中,如塑料袋或钢盒中。

封装的目的是保护红磷胶囊,防止其受潮和受损。

4. 包装:将封装好的红磷胶囊进行包装,以便于储存和运输。

包装材料可以根据需要选择,如纸箱、木箱或塑料袋等。

通过胶囊化和封装过程,微胶囊红磷的生产工艺可以将红磷粉末固定在胶囊中,并对其进行保护和封装。

这种生产工艺可以保证红磷的稳定性和安全性,并且使其更方便地使用和储存。

微胶囊红磷的阻燃性能和抗击打性能使其成为阻燃材料的重要组成部分,在多个领域发挥了重要作用。

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* 隶
■ 《
粒径/Ⅲ
l~5分别为研磨时问0、10、20、30、40 min 图3 研磨时间对微胶囊红磷粒径分布的影响
..!竺兰!苎三里竺竺竺三竺里苎查!!!竺兰兰苎—— 194
—————————————————————————————————————————————————————————————一
超声波是一种振动频率较高(大于2 000Hz)的
物体在介质中所产生的人耳不能听到的弹性波。由
于能量集中,可使介质产生剧烈振动。超声波对微
胶囊红磷粒径的影响见表I。
裹1 超声波对红磷粒径豆其分布的影响


平均粒径/“m
粒径分布
未引入超声波
16.923
较宽
引入超声波
10.649
变窄
注:实验条件为超声渡振荡时同为15rain;其它操作条件相同。
IKEYWORD8 mieroencapsulation red phosphorous/lame retardant,super—fine powder,develop

褂 隶 咖 籁
pH值
一0.1%:2—旬3%;3—0.5%;4—07%
图6 表面活性剂用量对微胶囊红磷粒度粒径分布的影响
但当表面活性剂用量达到某一临界值时,粒径反而
迅速增大。这是因为开始加入表面活性剂后,表面
活性剂分子将逐渐吸附在颗粒表面,使颗粒表面形
成一层保护膜,处于一种微胶状态,并且由于表面活
性剂的存在产生了粒子间的排斥力,使得粒子间相
从表1可知,在超声波振荡的作用下,微胶囊红
磷的粒径变小,粒径分布变窄。其原因是因为超声
波的剧烈振荡将破坏团聚体大颗粒与中小微粒之间
的库仑力或范德瓦尔斯力”1,从而使其颗粒以小颗
粒的形式分散于溶液之中,结果使得颗粒粒径变小,
熊联明,等:超细粉体微胶囊红磷阻燃剂的研制
195
粒径分布变窄。 3结论
(1)红磷经预处理后,在一定的pH值、表面活 性剂及超声波的作用下,采用三聚氰胺树脂预聚物 原位包覆法可制得平均粒径为2.186tLm的微胶囊 红磷阻燃荆超细粉体。
限公司; 电子扫描显微镜(SEM):HITACHI 5570型,日
本日立公司; 单目生物显微镜:8002701型,重庆光学仪器厂。
1.3工艺流程
制备超细粉体微胶囊红磷阻燃荆的工艺流程见
图1。 1.4测试方法
粒度采用马尔文激光粒度分析仪测定;形貌采 用电子扫描显微镜和单目生物显微镜观察。
赤磷
图1 超细粉体微胶囊红磷阻燃剂制备工艺流程图
粒径的影响。
关奠词超细粉体 微肢囊缸磷阻燃粼研牧
微胶囊红磷阻燃剂是一种重要的无机阻燃剂, 具有高效、低毒、低烟等阻燃效果。通常无机阻燃剂 在高分子材料中的应用都存在着与材料相容性不 好、影响材料的力学性能等问题”’2]。针对这些问 题,一般可采用偶联剂偶联、微胶囊有机包覆、阻燃 母料化及超细化等方法来处理,超细化是一种主要 方法。在超细化的基础上,再结合其它的表面处理 方法可在很大程度上改善无机阻燃剂与高分子材料 的相容性及材料力学性能下降等同题睁’51 1实验部分 1.1主要原材料
6 于永忠,等阻燃材料手册北京:群众出版社.1990 7 Janc叫Adv蛐c鹤in polymer science:minerals fillers in thermoplas-
tic 1 Germany:Springer-Verlang Berlin Hmdelberg,1999.4
PREPARATloN oF SUPER-耵附E PoWDERED劓ⅡCRo.ENCAPSULA’ⅡoN
从图2、图3可以看出,红磷经研磨后可使颗粒 平均粒径变小,粒径分布变窄,并可大幅度提高后分 散的效率,但是,仅用研磨法通常只能得到101.tm以 上粒径的颗粒,很难得到超细颗粒”。1,需结合其它 方法来实现超细化。 2.2 pH值对微胶囊红磷粒径的影响
pH值对微胶囊红磷粒径的影响见图4。从图4 可知,溶液pH值对微胶囊红磷的粒径有较大影响, pH值愈大,所得微胶囊红磷的粒径愈小,这是因为 红磷随溶液pH值的增大,其在溶液中的分散度将 增大哺],另外,用SEM或生物显微镜观察可看到, pH值愈大,微胶囊的表面形态愈均匀紧密,其原因 是pH值越大,三聚氰胺预聚物固化交联速度越慢, 这有助于形成较致密的包覆层。但需要注意的是, 三聚氰胺预聚物的固化交联需在一定的pH值内进 行,若pH值太大,则三聚氰胺预聚物不能固化或交 联固化速度太慢,从而无法有效地对红磷进行包覆 而形成胶囊化,故包覆时溶液的pH值不能过大。 兼顾考虑粒径与固化速度这二个方面,将pH值调 节在9.0~9.5较适宜。
phosphorus and cyanmtrlamide resin in-sire polymerization coating with soliqe pH value.surface active agent and supersonic,Effects of
the pH value.surface active agent and supersonic on particle size were observed.
16
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冒 斟.4
0 70
80
9.o
10.o
pH值
图4 pH值对微腔囊红礴平均粒径分布的影响
2.3表面活性剂对微胶囊红磷粒径的影响
表面活性剂用量对粒径的影响见图5。表面活
性剂用量对粒径分布的影响见图6。
图5 表面活性剂用量对微胶囊红磷粒径的影响
由图5、图6可见,随着表面活性剂用量的增 加,初始阶段微胶囊红磷粒径变小,粒径分布变窄。
互不能接触,从而防止团聚体的产生,随着表面活性
剂用量的增加,它在二个方面的作用相应地逐渐增
强:一是降低颗粒的表面张力,影响凝聚与分散平 衡,使之易于分散;二是提高已分散颗粒的稳定性,
减少再凝聚的概率,所以随着表面活性荆用量的增
加,微胶囊红磷的粒径变小,粒径分布变窄。但当表
面活性剂用量超过这一临界值后,多余的表面活性
RED PHoSPHoRUS FLAM[E RETARDANT
Xiong Lianming.Shu Wanyin.Wu Zhiping
(Chemistry and Chemical engineering college,Central South Univemi哼,Chan神a
410083)
ABSTRA(T The superfine powered micro—encapsulation red phosphorous flame retardant wfis prepared bv predisposed red
剂分子将在被活性剂分子包覆的颗粒之间起“桥”
的作用,从而增加颗粒间的碰撞概率,缩短粒子相互
碰撞的平均自由程,使颗粒之间相互凝聚活
性剂在乳液中的增溶作用,这同样会使粒径变大。
实验表明,表面活性剂的适宜用量一般应选择在
0.8%一1.0%。
2.4超声波对微胶囊红磷粒径的影响
(2)红磷经研磨可在一定程度上使颗粒粒径变 小、粒径分布变窄,并可大幅度提高后分散效率,但 仅用此法很难得到超细粉体。
(3)在一定范围内增大溶液的pH值,可制得粒 径更小、粒径分布更窄的微胶囊红磷阻燃剂。适宜 的pH值为9.0—9.5。
(4)表面活性剂的存在有利于制得超细微胶囊 红磷颗粒,适宜的用量为0.8%一1.0%。
赤磷:分析纯,北京市红星化工厂; 三聚氰胺:化学纯,中国医药集团上海化学试剂 公司; 甲醛:长沙安泰精细化工实业有限公司; 氢氧化钠:广东西陇化工厂; 表面活性剂:PTS,中国医药集团上海化学试剂
公司。
1.2 主要仪器 马尔文激光粒度分析仪:MS一2000型,英国马
尔文公司; 超声波清洗器:SB2200型,上海必然信超声有
熊联明.等:超细粉体微胶囊红磷阻燃剂的研制
193
超细粉体微胶囊红磷阻燃剂的研制
熊联明舒万艮吴志平
(中南大学化学化工学院,长沙410083)
摘要红磷经预处理后在一定pH值、表面活性剂及超声波的作用下,采用三聚氰膀树脂预聚物原住法包覆,制 得了微胶囊红磷阻燃荆的超细粉体.其平均粒径为2.1861JJrn。探讨了预处理、pH值、表面活性荆度超声波对红磷
(5)超声波可破坏团聚体中微粒间的库仑力或
范德瓦尔斯力,有利于制得粒径更小、粒径分布更窄 的微胶囊红磷阻燃剂。
参考文献 l 曹茂盛超细颗粒制备科学与技术哈尔滨:哈尔滨工业大学m
版社.1998 2 张立德,等纳米材料和纳米结构北京:科学出版社,2001 3 王秀芬等无卤抗冲阻燃剂材料研究工程塑料应用.1997,25
(4):12
4 张楷亮,等改性蒙脱石增强增韧环氧树脂纳米复台材料性能研 究中国塑料.2001(3):37
5 Zhuang Guoqing.et al Tremdite·minfomed Nylon 66 composites: mechanical and theological properties J0umal of Applied Polymer Science.1998,69(3):589
2结果与讨论 2.1 预处理对微胶囊红磷粒度的影响
预处理采用湿法研磨。红磷是一种高效的无机 阻燃剂,具有优良的阻燃性能,但其本身却是易燃 的”】,因此,对其进行研磨分散时不能采用干法而 应采取湿法研磨进行预处理。研磨时间对微胶囊红 磷粒径及其分布的影响关系曲线见图2与图3。
研磨时间/rain 图2 研磨时间对擞胶囊红磷平均粒径分布的影响
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