四有机磷系阻燃剂的总类与特点优秀课件
有机磷酸酯阻燃剂
一种大分子有机磷酸酯阻燃剂的合成1 前言以往对高分子材料的阻燃多使用卤系阻燃剂，然而近年来要求阻燃材料不仅能降低火焰蔓延的速度，而且在燃烧时所产生的烟、毒气和腐蚀性气体要少，于是无卤素阻燃材料及技术的开发盛行起来。
其中不含卤素的磷酸酯系化合物发展很快，已知有三苯磷酸酯、磷酸三甲苯酯、齐聚物型的缩合磷酸酯。
可是这些磷酸酯系化合物挥发性大，耐热性低，其阻燃性能及其配合树脂材料的机械性能方面都需要改善。
近年来随着阻燃法规的强化，要求进一步提高阻燃材料的性能，希望开发可能克服以往低分子磷酸酯缺点的大分子磷酸酯阻燃剂的呼声十分强烈。
本文介绍的大分子磷酸酯是具有多芳基含硅的双磷酸酯，不仅具有优异的阻燃性，而且有热稳定性高、挥发性低、与树脂相容性好、对加工性能无影响、耐久、耐光、耐水等优点，同时还兼有稳定剂及颜料等添加助剂的分散剂的作用，可广泛使用于热塑性和热固性树脂的阻燃。
本文介绍的这种大分子有机磷酸酯合成路线的工艺条件要求低，实用，有发展前景。
2 合成路线合成这种大分子多芳基含硅双磷酸酯的反应分为二步。
第一步，在非活性溶剂中，在胺同时存在下，由对苯二酚与二芳基磷酸氯化物反应生成式(1)的化合物：第二步，在非活性溶剂和胺的存在下，由式(1)所示的化合物与二芳基硅烷反应，即可生成(2)式所示的多芳基含硅双磷酸酯大分子化合物。
2．1 合成操作要点在有搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的玻璃反应器中，加入非活性溶剂及三乙胺适量，再加对苯二酚，在室温搅拌下滴入二芳基磷酸氯化物，在规定时间内滴加完毕，然后在室温下熟化反应一定时间，即完成第一步反应。
此后进行过滤，脱除溶剂，即得结晶。
将此结晶及NaOH溶于适量水中，过滤不溶物后，在母液中加适量盐酸，使产生结晶，再过滤，即得结晶，进行元素分析，结果如表1所示。
测定熔点为82度。
第二步反应是在上述玻璃反应器中，在非活性溶剂与胺存在下，加入第一步反应产物，在室温下搅拌，滴加芳基硅烷，在规定时间内滴加完毕，此后在室温下熟化反应一定时间。
磷系阻燃剂基本知识.....
磷系阻燃剂基本知识
有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。
磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。
含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。
红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。
其用量也在增加。
含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。
不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。
磷系阻燃剂中有机磷系品种大多是油状,在高聚物加工过程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、软PVC、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。
而无机磷系中的红磷,由于是纯阻燃元素,所以阻燃效果好,应用面较广,但它色泽鲜艳,因而应用受到部分限制。
红磷的应用要注意微粒化和表面包覆(胶囊化),这样使它在高聚物中分散性好,与聚合物的相容性好,不易迁移,能保持高聚物的难燃性能长久。
另外,聚磷酸铵的聚合度是决定上述两种产品质量的关键,聚合度越高,阻燃防火效果越好,国内已经有聚合度超过100的产品,而国外APP(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。
常见的磷系阻燃剂有：
TTBNP：（三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂）），其分解温度在280度，可以适用于大部分塑料的加工。
TPP：三苯基膦酸脂，常用在酚醛树脂，PVC，涂料中等。
有良好的耐热，耐水，耐油等性能。
RDP：间苯二酚双膦酸脂，耐热性好，可以在300度下稳定，用于工程塑料。
BPAPP：双酚A二（二苯基）膦酸脂
BBC：双酚A二（二甲基）膦酸脂。
有机磷系阻燃剂
“有机磷系阻燃剂”资料合集目录一、有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递二、卤代持久性有机污染物和有机磷系阻燃剂在鱼体内的生物富集、食物链传递及生物转化三、有机磷系阻燃剂的合成与应用研究四、珠江三角洲沉积物和水生生物中有机磷系阻燃剂的分布特征有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递随着工业化的进程，各种新型化学物质被广泛应用于日常生活和工业生产中，其中有机磷系阻燃剂（OPFRs）就是一种常见的化学品。
然而，这些化学物质在环境中的行为和归趋，特别是它们在生态系统中如何传递和富集，是当前环境科学领域研究的热点问题。
珠江三角洲作为中国经济发展最为快速的地区之一，其生态环境中OPFRs的富集与传递问题更值得关注。
本文将探讨有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递。
有机磷系阻燃剂是一类广泛使用的阻燃剂，主要用于塑料、纺织品、家具等材料的阻燃处理。
虽然这些化合物在提高材料阻燃性方面起到了重要作用，但它们的环境影响也不容忽视。
OPFRs在环境中不易降解，具有较高的持久性，能在生态系统中长期存在，并通过食物链传递和富集。
本文选取珠江三角洲地区的几种典型动物：鱼类、贝类和两栖动物作为研究对象，通过采集这些动物的样品，分析其体内OPFRs的含量。
同时，还对这些动物的生态环境进行了调查，以了解其生活环境中OPFRs的分布情况。
研究结果显示，这些动物体内均检测到了不同程度的OPFRs。
其中，鱼类和贝类中的OPFRs含量相对较高，而两栖动物中的OPFRs含量较低。
这些结果表明，OPFRs在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
研究结果表明，有机磷系阻燃剂在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
这些化合物在动物体内的富集主要通过食物链完成，即动物通过摄食含有OPFRs的食物或水体而使这些化合物在体内积累。
OPFRs还可通过生物体的直接接触和空气吸入等途径进入体内。
阻燃剂的基本理论PPT资料(正式版)
有机磷系：添加量大，一般为10%～30%，多数分解温度比
较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂来自冲击强度明添燃加总 1%时～间8(%10即次可点得燃到)≤发2烟50量秒卤、放素热系量、：CO产生燃量烧均低后的环阻燃境材污料 染大，逐渐被限制使用
3M, Bayer, Miteni
加快聚合物的成炭速率，促使聚合物交联，或者发生反应形 成一层涂层，防止下层聚合物进一步裂解和燃烧。
阻燃性能测定
业实验室UL-94燃烧试验 127mm，宽的试样垂直悬挂，试样上端的地方)用支架上的夹
具夹住，试样下端距灯嘴，距干燥医用脱脂棉球305mm，试样先用 本生灯(19mm高的蓝色火焰)第一次灼烧10秒，在试样自熄后，再 第二次烧10秒，每一次试验应检测5个试样，并按下述标准分级。
在PC中添0.06%~0.1% 即可使材料阻燃性能达到 UL-94 V-0 (3.2mm)。需 注意的是用量如超过 0.1% ，不但不能提高材 料的阻燃性能且会影响 PC的透明性。为满足更 高的阻燃要求。通常可加 入少量硅氧烷进行复配． 硅氧烷的用量为配方总量 的0.02%～0.3%时即可 使1.6mm厚样条阻燃性 达到UL-94 V-0级。
阻燃剂种类及其基本特点 有机磷系：添加量大，一般为10%～30%，多数分解温度比 KSS使用较广泛，它不含卤素，环保经济。 较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂的冲击强度
磺酸盐系：添加量少，阻燃效率高，但要满足更高的阻燃要 求则需和其他阻燃剂复配使用
硅系： 高效、无烟、低毒、对环境友好，但成本高，常与 其他阻燃剂复合使用
常用于阻燃不透明PC材料 ，其阻燃效果好，在PC中 添加0.1%的STB，氧指数 即可达25%~35% ．阻燃 级可达UL-94 V-0级。STB 也可与其他阻燃剂混合协
磷系阻燃剂的研发与应用.pptx
应用广泛:
用于阻燃塑料、纤维、橡胶、木材，还可用于森林、 煤田的大面积灭火。
作为酸源，与碳源、气源并用，组成铵缺点：
1, 在塑料加工时，APP与某些高分子材料亲合性较差，使其 在聚合物制品中渗出而流失，降低了它的阻燃性。
2,高温下受热分解产生小分子化合物，难以满足热塑性、热 固性塑料在较高温度下加工的要求。
在气相中，磷化合物是有效的火焰抑制剂。它能产生PO·游 离基，尤其发生支链化反应时, 捕捉火焰中的H·和OH·等游 离基，使反应链终止而使火焰熄灭。
H3PO4 PO + H HPO + H PO + OH
HPO2 + PO + Q HPO H2 + PO HPO + O
1.单体磷系阻燃剂
在有机磷添加型阻燃剂方面，市场上已经开发成功 并大量使用的有机磷（膦）系阻燃剂有：
可作为纤维素树脂，乙烯基树脂。天然橡胶和合成 橡胶的阻燃性增塑剂，挥发度低，阻燃效率高，具 有优良的力学性能保持率，透明性、柔软性和强韧 性.用于硝酸纤维素、各种涂料、三乙酸甘油酯薄脂 和软片，硬质聚氨脂泡沫塑料、工程塑料增塑剂和 阻燃添加剂。阻燃性增塑剂
1.单体磷系阻燃剂
近些年来,国内外又成功研发出了一批新型磷酸酯阻燃 剂。如BDP、RDP 。
三乙基磷酸酯
[(C H 3)2C H O ]3P = O
三异丙基磷酸酯
[CH 3(CH2)7O ]3P=O
三辛基磷酸酯
缺点：磷（膦）酸酯产品多为液态，耐热性较差，且 易挥发，与聚合物的相溶性不太理想等。
磷系阻燃剂品种--阻燃性增塑剂
磷酸三甲酚酯
CH3
O
OPO
CH3
O
CH3
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。
第十六章阻燃剂PPT课件
16.2.3 反应型阻燃剂
（2）四溴双酚A及衍生物 四氯双酚A、四溴双酚A醚，既可作为添加型阻燃剂，又
可作为反应型阻燃剂。
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
（3）含磷多元醇 四羟甲基氯化简称THPC，是重要的防火阻燃剂，由磷化
氢、甲醛和盐酸反应而制得。
将THPC和氢氧化钠反应，制得四羟甲基氧化THPOH
制燃烧反应。氮阻燃元素，主要以受热形成的
起水
炭化催化剂作用，同时释放出的氨气为难燃性气体，氨稀释
空气中氧的浓度，起到阻燃作用。
材料添加剂化学
16.1.3 阻燃机理
16.1.3.3 冷却机理 阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，
吸收热量或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而阻止燃烧 继续进行。此类阻燃剂的代表有氢氧化铝和氢氧化镁。 Ø 氢氧化铝即三水合氧化铝。
材料添加剂化学
16.2.2 添加型阻燃剂
16.2.2.1 有机卤化物 卤素元素的阻燃效果顺序为：I＞Br＞Cl＞F。C-F很稳
定，难分解，故阻燃效果差；碘化物的热稳定性差，所以工 业上常用溴化物和氯化物。卤代烃类化合物中烃类阻燃效果 顺序为：脂肪族＞脂环族＞芳香族。
材料添加剂化学
16.2.2 添加型阻燃剂
常见的无机磷系阻燃剂品种表见教材P255
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
（1）卤代酸酐 ① 四氯邻苯二甲酸酐（TCPA）和四溴邻苯二甲酸酐
(TBPA) Ø 四氯邻苯二甲酸酐:
Ø 四溴邻苯二甲酸酐:
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
（1）卤代酸酐 ② 氯桥酸酐与氯桥酸
Ø 氯桥酸酐：
Ø 氯桥酸：
磷系阻燃剂及其阻燃机理
磷系阻燃剂及其阻燃机理磷系阻燃剂是一类高效、稳定、使用领域宽泛的含磷阻燃剂，按使用方法可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。
添加型阻燃剂使用方式便捷并且应用领域广泛，反应型阻燃剂相容性好、阻燃效果稳定，广受人们青睐。
根据磷系阻燃剂的性质及组成，可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，其中无机阻燃剂包括红磷、聚磷酸铵(APP) 等，有机阻燃剂大多数是磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、亚膦酸酯等，并且有机阻燃剂种类及衍生物较多，磷系阻燃剂的分类及特点如下表所示。
磷系阻燃剂在常见塑料中应用领域广泛，除了单独添加无机阻燃剂或有机阻燃剂外，有时将有机／无机阻燃剂以不同比例复配使用，或与含其它元素阻燃剂协同作用形成稳定的炭层结构，磷系阻燃剂在塑料中应用的主要方法如下表所示。
磷系阻燃剂的阻燃机理在凝聚相中，磷系阻燃剂通过热分解在聚合物表面形成磷酸及多磷酸的粘层膜，使聚合物达到难燃目的；燃烧过程中产生PO·和HPO·等自由基，在气相中捕捉活性H·或者OH·(如下图所示)，通过自由基的结合达到气相阻燃的效果，可以使聚合物热解速率下降。
磷系阻燃剂在下面几个角度充分发挥作用：1)通过隔离氧气、热量的方法在材料表面形成阻止燃烧的炭层，从而使材料LOI(烧失量) 提高且效果明显；2)在材料表面形成致密的炭层，从而防止材料受热继续分解；3)燃烧接触层表面脱水生成的水蒸气可以稀释氧气、氧自由基及可燃气体的浓度；4)磷酸及多磷酸多呈粘稠状的物质，覆盖于基材表面的焦炭层上，从而使焦炭层隔离可燃气体及热量达到保护作用。
综上所述，磷系阻燃剂效率高、使用方式便捷、阻燃效果明显，在未来的发展中会备受青睐。
善贞实业(上海)有限公司：182严1748先5743生。
磷系阻燃剂概述
芳基磷酸酯关键应用产品特征磷酸三苯酯Triphenyl Phosphate(TPP) CAS 115- 86- 6 HIPS 、PC/ABS、PPO /HIPS 、纤维素树脂高透明性固体易于使用异丙基化三苯基磷酸酯Isopropylated triphenyl phosphate (PrTPP) Isopropyl phenyl diphenyl phosphate(IPPP ) CAS 68937-41-7 PVC热塑性树脂酚醛树脂PU foam环保低毒磷酸三甲苯酯Tricresyl Phosphate(TCP) CAS 1330-78-5 PVC热塑性树脂酚醛树脂润滑油添加剂环保低毒磷酸三（二甲苯）酯Trixylyl phosphate(TXP) CAS 25155-23-1 PVC热塑性树脂酚醛树脂润滑油添加剂耐热性优于TCP低挥发性磷酸甲苯二苯酯Cresyl disphenyl phosphate (CDP) Diphenyl cresyl phosphate (DPCP) CAS 26444-49-5 PC/ABSPVC热塑性树脂酚醛树脂润滑油添加剂较低的色度粘度低于TCPTert-butylated phenyl diphenyl phosphate (BuTTP) CAS 68937-40-656803-37-3 PC/ABSPVC热塑性树脂润滑油添加剂foam高粘度高耐热性低挥发性65652-41-72-ethylhexyl diphenyl phosphate (EHDP)Diphenyl octyl phosphate(DPOP)CAS 1241-94-7PVC PVCIsodecyl diphenyl phosphate(IDPP)CAS 29761-21-5PVC PVCBisphosphate Key Application Area (s) Main Downstream Use (s)Tetraphenyl resorcinol diphosphate (RDP) CAS 125997-21-957583-54-7 Engineering resins PPO/HIPSPolycarbonate/ABS blendTetraphenyl Bisphenol A diphosphate (BDP) CAS 5945-33-5181028-79-5 Engineering resins PPO/HIPSPolycarbonate/ABS blendAlkyl Phosphate Key Application Area (s)Main Downstream Use (s)Tri butyl phosphate (TBP) CAS 126-73-8 Hydraulic fluidsNot defined as a Flame RetardantMany industrial uses but not inconsumer articlesTri isobutyl phosphate (TiBP) CAS 126-71-6 Hydraulic fluidsNot defined as a Flame RetardantMany industrial uses but not inconsumer articlesTri ethyl phosphate (TEP) CAS 78-40-4 Rigid foamUnsaturated Polyester resinsBuilding insulationBuilding productsChlorinated Phosphate Key Application Area (s) Main Downstream Use (s)Tris(2-chloroethyl)phosphate (TCEP) CAS 115-96-8 Rigid foamUnsaturated Polyester resinsBuilding insulationBuilding productsTris(2-chloro-1-methylethyl)phosphate (TCPP) CAS13674-84-5 Rigid foamSpray foamFlexible foamBuilding insulationUpholstered Furniture & MattressTris[2-chloro-1-(chloromethyl)ethyl]phosphate (TDCP)CAS 13674-87-8 Flexible foam Upholstered Furniture & MattressAutomotive2.2.-bis(chloromethyl)trimethylenebis(bis(2-chlor oethyl)phosphate) (V6)CAS 38051-10-4 Flexible foam Upholstered Furniture & MattressAutomotiveAryl Phosphates and BisphosphatesThe aromatic phosphate esters which include the aryl and bisphosphate range combine flame retardancy with plasticizing properties and have many applications in the flame retarding of plastics, particularly PVC (aryls) and engineering resins (bisphosphates).Flame retarded PVC is used in industrial film and sheeting, flooring, wire and cable, industrial wall coverings and automotive upholstery.Alkyl PhosphatesIn general the trialkyl phosphate esters offer a combination of viscosity modification and flame retardancy and as such are used in markets such as lube oil additives, synthetic lubricants and rigid polyurethane foams, where a key benefit is that of viscosity modification.Chlorinated PhosphatesThe main application for chlorinated phosphate esters is the flame retarding of both rigid and flexible polyurethane foam. Flame retarded flexible polyurethane foam is predominantly used in upholstered furniture, bedding and automobile interiors while rigid foam is employed in the building industry where it offers insulation properties combined with lightness and flexibility of use.。
有机磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂阻燃机理有机磷系阻燃剂既可以气相阻燃，也可以凝聚相阻燃。
阻燃机理可因磷阻燃剂结构、聚合物类型及燃烧条件而异。
凝聚相阻燃机理凝聚相阻燃表现为其具有成焦炭作用和涂层作用。
阻燃剂在高温环境下受热分解生成磷酸或者酸酐，具有很强的脱水剂，促使含氧聚合物脱水并发生交联和炭化，形成连续的结构紧密、不易燃烧的焦炭层，从而减少可燃性气体的逸出。
焦炭层不但能够隔绝内部聚合物与氧气的接触，而且还可以使聚合物与外界热传递隔绝而减缓热分解反应。
当受强热时，磷酸可以进一步脱水聚合形成聚磷酸，聚磷酸为玻璃状熔体，当其覆盖在聚合物的表面时可以对聚合物形成包覆作用从而有效阻止氧气的接触及挥发性裂解产物的释放。
气相阻燃机理有机磷系阻燃剂热解所形成的气态产物中含有PO·，它可以抑制H·及OH·，故有机磷阻燃剂可在气相抑制燃烧链式反应：有机磷系阻燃剂的分类按使用方法分类可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂是在聚合物加工过程中，加入具有阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。
反应型阻燃剂是在聚合物制备过程中作为单元体之一，通过化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。
它对聚合物使用性能影响小，阻燃持久添加型阻燃剂(1)磷酸酯磷酸酯是由醇或酚与三氯氧磷反应而得，或有醇或酚与三氯化磷反应，氯气氧化、水解制的。
磷酸酯中主要包括（磷酸三甲苯酯(TCP)，磷酸甲苯二苯酯(CDP)，磷酸三甲苯酯(TPP)等，脂肪族磷酸酯中较为重要的有磷酸三辛酯(TOP)。
磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能，可称为阻燃型增塑剂，通常将其划归为增塑剂。
增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。
不仅克服了含卤阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体的缺陷，同时改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理性能的缺点，做到了高阻燃性、低烟、低毒害、无腐蚀性气体产生。
无卤磷酸酯类的阻燃效率高，对光稳定剂作用影响小，低毒、腐蚀性小，阻碍复燃，但大多数是液体，挥发性大，耐热性差。
磷系阻燃剂的阻燃机理
磷系阻燃剂的现状与展望 2009-12-23 11:27:21| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅磷系阻燃剂的现状与展望--------------------------------------------------------------------------------来源:中国化工信息网 2009年3月24日随着高分子材料在各个领域的广泛应用，有机高分子，在给人们的生产和生活带来巨大利益的同时，也会带来了潜在的火灾安全问题。
为了减少火灾的发生，世界各国都在致力于研究和应用阻燃剂及阻燃材料。
所谓阻燃剂就是能够提高可燃物的难燃性或自熄性的一种助剂，是塑料助剂中仅次于增塑剂消耗量的助剂。
在各类阻燃剂中，磷系阻燃剂占有重要地位，它不仅克服了含卤型阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒及腐蚀性气体的缺陷，同时又改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理机械性能的缺点，做到了高阻燃性、低烟、低毒、无腐蚀性气体产生。
1 阻燃机理及分类1.1 磷系阻燃剂的阻燃机理磷系阻燃剂的阻燃机理主要是形成隔离膜来达到阻燃效果，形成隔离膜的方式有2种。
(1)利用阻燃剂的热降解产物促使聚合物表面迅速脱水而炭化，进而形成炭化层。
由于单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，因此，具有阻燃保护作用。
磷系阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用就是通过这种方式实现的。
其原因是含磷化合物热分解得到的最终产物是聚偏磷酸，而它是强脱水剂。
(2)磷系阻燃剂在燃烧温度下分解生成不挥发的玻璃状物质，它包覆在聚合物的表面，这种致密的保护层起隔离层的作用。
1.2磷系阻燃剂的分类磷系阻燃剂根据磷系阻燃剂的组成和结构，可以分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类。
无机磷系阻燃剂包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等。
有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和鳞盐等。
下述阐述一下几种常用磷系阻燃剂的特点。
2 无机磷系阻燃剂无机阻燃剂历史悠久，主要是红磷、聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵等磷酸盐，受热分解出磷酸、偏磷酸和H2O等，并促进成炭覆于基材的表面起到阻燃的效果。
有机磷阻燃剂
有机磷阻燃剂简介有机磷阻燃剂是一类常用的阻燃剂，具有良好的阻燃效果和热稳定性。
它们通常用于改善材料的阻燃性能，在各种工业领域得到广泛应用。
本文将介绍有机磷阻燃剂的特点、分类、应用领域和未来发展趋势。
特点有机磷阻燃剂具有以下特点：1.高效性：有机磷阻燃剂可以有效降低材料燃烧时的火焰高度和火焰持续时间，减少火焰蔓延的危险。
2.热稳定性：有机磷阻燃剂可以在高温环境下保持较好的阻燃性能，不易分解或挥发。
3.安全性：有机磷阻燃剂不含氯或溴等有害物质，对环境和健康影响较小。
4.多功能性：有机磷阻燃剂不仅可以提供阻燃性能，还可以改善材料的机械性能和耐候性。
分类根据其化学结构和阻燃机理，有机磷阻燃剂可以分为以下几类：1.磷酸酯类：磷酸酯类阻燃剂通过破坏燃烧的化学链反应，抑制火焰的蔓延。
2.磷氮系阻燃剂：磷氮系阻燃剂能够通过吸热和排放气体等机理阻断火焰的传播路径，有效控制燃烧过程。
3.磷硅系阻燃剂：磷硅系阻燃剂通过封闭材料表面，形成保护层，防止火焰进一步侵入。
应用领域有机磷阻燃剂在众多行业得到广泛应用，包括但不限于以下领域：1.建筑行业：有机磷阻燃剂可以添加到建筑材料中，提高建筑物的阻燃性能，降低火灾发生的概率和火灾蔓延的速度。
2.电子电器行业：有机磷阻燃剂可以用于电子电器设备中，如电视机、电脑等，以提高设备的安全性和阻燃性能。
3.汽车制造业：有机磷阻燃剂可以应用于汽车内饰材料和座椅材料中，提高汽车的阻燃性能，降低火灾发生的危险。
4.能源行业：有机磷阻燃剂可以应用于石油和天然气行业中，用于提高油田井下设备的阻燃性能，减少火灾事故的发生。
未来发展趋势有机磷阻燃剂作为一种环境友好和高效的阻燃材料，具有广阔的发展前景。
随着科技的不断进步，有机磷阻燃剂的合成方法将变得更加简单和高效。
此外，研究人员还在探索新型有机磷阻燃剂的开发，以及提高有机磷阻燃剂的阻燃性能和热稳定性。
综上所述，有机磷阻燃剂是一类重要的阻燃材料，具有阻燃效果好、热稳定性高、安全环保等特点。
四、有机磷系阻燃剂的总类与特点
O
N
O
敬 谢 欢
请 谢 迎
指 光 合
正 ! 临 ! 作 ！
四、有机磷系阻燃剂的种类与特点
• DOPO衍生物
四、有机磷系阻燃剂的种类与特点
• 膦酸酯二苯砜低聚物阻燃剂（PSP-PP） • 磷含量8.32%， • 白色固体，熔点180-220℃，微毒。
O Cl P Cl O O OH P O O S O O
+
HO
S O
n
PSP - PP
• 应用： 已用于阻燃PET纤维，采用熔融共混，含5%PSP-PP的PET氧指数达2930；
Cl
O P N Cl O O P N N P
O
+
NH 4Cl
O O
Cl
• 目前综合性能最好的阻燃体系，日本两大公司推荐使用， 应用广泛。本实验室具有专利技术，没有贸易壁垒
四、有机磷系阻燃剂的种类与特点
磷腈衍生物及阻燃添加剂
O N O
O N O O
N
P N O P N O O N O N N P O
亚磷酸酯
品种远不如磷酸酯多，主要用于抗氧剂、稳定剂、防老剂，用于阻燃剂的较 少。应用试验结果表明，它是一种热稳定性高、阻燃效果好，同时具有增塑 剂和抗氧剂特性的新型阻燃剂
鏻盐系列
鏻盐是具有R4PX 结构的含磷有机化合物，其代表性品种是四羟甲基鏻硫酸 盐（THPS，以磷化氢的循环利用）。THPS 属于反应型阻燃剂， 能保持纤维 的原有强度和柔软性，可用于军用棉布、防雨布和工作服的阻燃处理。
• 5、膦酸酯类阻燃剂 • 环状膦酸酯 • 高粘度透明液体，磷含量19.5-21.5%
H3C CH 2OH H3CH 2C CH 2OH CH 2OH O
有机磷系阻燃剂讲解
阻燃剂及有机磷系阻燃剂的综述1引言材料是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要物质基础，它与信息、能源并列为现代文明的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。
然而，自20世纪30年代，有机高分子材料进入国民经济的各个领域及人民生活的各个方面后，人类即开始面临新的火灾威胁，原因是这类材料大部分是易燃或可燃的。
这不但限制了它们的应用，还给人类社会带来频繁的火灾危害和严重的经济损失，表1.1列举了半个世纪以来世界各国部分特大火灾。
据统计，经济发达的国家和地区在1989-1993年间的年均火灾损失达国民生产总值的0.1-0.4%。
因此，阻燃已成为当前人类提高社会消防能力，确保人民生命和财产免遭火灾的重要措施，以阻燃为目的的高分子材料改性也愈加引人注目，从而大大促进了阻燃材料和技术的研究、生产。
制备应用低烟、低毒和环境污染低的阻燃剂是加工绿色阻燃材料的需求。
阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、木材、纸张、涂料等)。
一个理想的阻燃剂最好能同时满足下述条件，但这实际上几乎是不可能的，所以选择实用的阻燃剂时大多是在满足基本要求的前提下，在其他要求间折中和求得的最佳的平衡：(1)阻燃效率高，获得单位阻燃效能所需的用量少。
(2)本身低毒或基本无毒(对大鼠口服的LD50)5000mg/kg)，燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少。
(3)与被阻燃基材的相容性好，不易迁移和渗出。
(4)具有足够高的热稳定性，在被阻燃基材加工温度下不分解，但分解温度也不宜过高，以在250~400度之间为宜。
(5)不致过多恶化被阻燃基材的加工性能和最后产品的物理-机械及电气性能。
可以认为，现有的阻燃剂和阻燃工艺无一不或多或少地对被阻燃高聚物的某一性能或某几种性能会产生不利的影响，而且阻燃剂用量越多，影响越大，所以性能优良的阻燃剂和合理的阻燃剂配方在于能在材料阻燃性和实用性间求得和谐的统一。
磷系阻燃剂的研发与应用
磷系阻燃剂的研发与应用磷系阻燃剂是一种常用的阻燃材料，具有良好的阻燃性能和广泛的应用领域。
本文将从磷系阻燃剂的研发历程、性能较优的磷系阻燃剂以及其在不同领域的应用等方面进行详细介绍。
磷系阻燃剂的研发历程可以追溯到上世纪60年代，当时国内外学者开始研究无机阻燃剂及有机阻燃剂，其中磷系阻燃剂的研究逐渐受到重视。
磷系阻燃剂由于其独特的化学结构以及在高温下生成的磷酸酯，能够有效抑制火焰和延缓材料燃烧速度，在阻燃性能上具有明显优势。
磷系阻燃剂的研发主要包括合成新型磷系阻燃剂、改进传统磷系阻燃剂，并在实验室中进行阻燃性能的测试和评估。
在磷系阻燃剂中，聚磷酸酯是一类应用较广泛的磷系阻燃剂。
聚磷酸酯通过缩聚反应将磷酸单体聚合形成高分子聚合物，具有良好的热稳定性和溶胀阻燃性能。
聚磷酸酯的阻燃机理主要是在高温下生成磷酸酯，阻止燃烧链反应的进行。
此外，聚磷酸酯还具有一定的胀烧效应，可以形成一层炭化的阻燃层，并具有良好的热稳定性。
在聚磷酸酯的改性方面，常通过引入含氮基团或硅基团等方法来改善其阻燃性能。
除了聚磷酸酯之外，还有其他类型的磷系阻燃剂，如磷氮系阻燃剂和磷硅系阻燃剂等。
磷氮系阻燃剂是一类由磷和氮两种元素组成的阻燃剂，通过引入氮基团来改善阻燃性能。
磷氮系阻燃剂具有较高的热稳定性和良好的溶胀阻燃性能，在高温下能够生成具有炭化层的阻燃物质，有效抑制火焰传播。
磷硅系阻燃剂是一类由磷和硅两种元素组成的阻燃剂，通过引入硅基团来提高热稳定性和耐燃烧性能。
磷硅系阻燃剂在高温下能够生成具有较高熔点和炭化层的阻燃物质，有效抑制火焰传播。
磷系阻燃剂在不同领域有着广泛的应用。
在塑料行业中，磷系阻燃剂可以添加到聚合物中，提高塑料的阻燃性能，例如在电线电缆、工程塑料和建筑材料等领域的应用。
在纺织行业中，磷系阻燃剂可以添加到纺织品中，提高纺织品的阻燃性能，例如在制作阻燃服装、阻燃窗帘和阻燃床上用品等领域的应用。
在涂料行业中，磷系阻燃剂可以添加到涂料中，提高涂料的阻燃性能，例如在建筑涂料和船舶涂料等领域的应用。
阻燃剂ppt教学课件-优秀PPT文档
8
➢ 按使用方法分类
阻燃剂
添加型
反应型
有机 无机 乙烯 含氯 含羟 阻 阻燃 基衍 化合 基化
燃剂 剂 生物 物 合物
含环氧 基化合
物
❖添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中，通过简单掺和不发 生化学反应的阻燃剂。
❖反应型阻燃剂: 是在聚合物制备过程中作为单体之一，通过 化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。它对聚合物使 用性能影响小，阻燃性持久。
2
阻燃剂能为人们做什么？
➢ 拯救生命，减少伤害和火灾的损失和不良影响
➢ 提高可燃物的着火条件
➢ 延缓火焰蔓延 ➢ 避免轰燃
点燃11分钟以后
荷兰电视 台资料
➢ 英国：1998年开始对装 饰家具和卧具实施严格的 防火标准
➢ 为达到标准必须使用阻燃 剂
➢ 火灾统计数字表明：
➢ 1988至2000挽救3200 生命
9
一、阻燃机理
1、燃烧三要素：可燃物、氧、温度（着火点）
2、极限氧指数（LOI）
在规定条件下，试样在氮、氧混合气中，维持平衡燃 烧所需的最低氧浓度（体积百分含量）。
➢ 氧指数愈高，表示材料燃烧愈 难。
➢ 可用氧指数21 作为可燃性和不 可燃性的分类标准。
聚丙烯PP
LOI 17.8
聚丙烯PP+15份APP/PER LOI 21.4
有机磷系阻燃剂讲解
阻燃剂及有机磷系阻燃剂的综述1引言材料是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要物质基础，它与信息、能源并列为现代文明的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。
然而，自20世纪30年代，有机高分子材料进入国民经济的各个领域及人民生活的各个方面后，人类即开始面临新的火灾威胁，原因是这类材料大部分是易燃或可燃的。
这不但限制了它们的应用，还给人类社会带来频繁的火灾危害和严重的经济损失，表1.1列举了半个世纪以来世界各国部分特大火灾。
据统计，经济发达的国家和地区在1989-1993年间的年均火灾损失达国民生产总值的0.1-0.4%。
因此，阻燃已成为当前人类提高社会消防能力，确保人民生命和财产免遭火灾的重要措施，以阻燃为目的的高分子材料改性也愈加引人注目，从而大大促进了阻燃材料和技术的研究、生产。
制备应用低烟、低毒和环境污染低的阻燃剂是加工绿色阻燃材料的需求。
阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、木材、纸张、涂料等)。
一个理想的阻燃剂最好能同时满足下述条件，但这实际上几乎是不可能的，所以选择实用的阻燃剂时大多是在满足基本要求的前提下，在其他要求间折中和求得的最佳的平衡：(1)阻燃效率高，获得单位阻燃效能所需的用量少。
(2)本身低毒或基本无毒(对大鼠口服的LD50)5000mg/kg)，燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少。
(3)与被阻燃基材的相容性好，不易迁移和渗出。
(4)具有足够高的热稳定性，在被阻燃基材加工温度下不分解，但分解温度也不宜过高，以在250~400度之间为宜。
(5)不致过多恶化被阻燃基材的加工性能和最后产品的物理-机械及电气性能。
可以认为，现有的阻燃剂和阻燃工艺无一不或多或少地对被阻燃高聚物的某一性能或某几种性能会产生不利的影响，而且阻燃剂用量越多，影响越大，所以性能优良的阻燃剂和合理的阻燃剂配方在于能在材料阻燃性和实用性间求得和谐的统一。
有机磷系阻燃剂
(ClCH2CH2O)2P OCH2
O OCH(CH2Cl)2 C CH2OP
CH2Cl
CH2Cl
OCH(CH2Cl)2
主要用于聚氨酯泡沫塑料。 北京理工大学欧育湘以环氧氯丙烷代替环氧乙 烷，则可制得Phosgard 2xc-20的同系物FRD-1
O
(ClCH2)2CHO
P OCH2
O OCH(CH2Cl)2 C CH2OP
磷酸三（1，3-二氯-2-丙基）酯（TDCPP） 制法
POCl3 + 3 CH2
O CH CH2Cl AlCl3 O P OCHCH2ClCH2Cl
3
性能 TDCPP为白色透明粘稠液体，开始分解温度 230℃，阻燃效率高，挥发性低，耐油性和耐水 解性较好。 应用 TDCPP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，酚醛树脂， 聚苯乙烯、合成橡胶等。
-3HCl
(CH3O)3P
CH3
Isomerization
芳基磷酸酯可用于阻燃聚苯醚，烷基磷酸酯TEP 可用于阻燃丙烯酸树脂。 聚苯醚（PPO）和HIPS组成的高聚物合金称 Noryl，而亚苯基醚与苯乙烯共聚物和HIPS组成 的高聚物合金称Prevex，这两种高聚物合金具有 比HIPS和ABS远高的抗冲强度，它们常用的阻燃 增塑剂是三苯基磷酸和烷苯基二苯基磷酸酯。
O
OCH2
P
OCH2
CH2O
O
C
CH2O
P
Cl
O
OCH2
P
OCH2
CH2O
O
Br
O
C
CH2O
P
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品种远不如磷酸酯多，主要用于抗氧剂、稳定剂、防老剂，用于阻燃剂的较 少。应用试验结果表明，它是一种热稳定性高、阻燃效果好，同时具有增塑 剂和抗氧剂特性的新型阻燃剂
鏻盐系列
鏻盐是具有R4PX 结构的含磷有机化合物，其代表性品种是四羟甲基鏻硫酸盐 （THPS，以磷化氢的循环利用）。THPS 属于反应型阻燃剂， 能保持纤维的 原有强度和柔软性，可用于军用棉布、防雨布和工作服的阻燃处理。
Cl O PO
Cl
O Cl
OP
Cl
OH
O
O
P
O
O
O O PO
O
RDP为无色或淡黄色液体（1.30g/cm3, b.p>300℃) 理论磷含量10.78% 耐水解性和耐迁移性有待提高
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
BDP的合成
CH3 HO
CH3
POCl3 OH
O Cl P O
Cl
OH
O CH3
O P Cl
水解以及与聚合物材料的相容性问题 • （5）发展高分子量含磷阻燃剂
四、常用磷系阻燃剂生产与特点
3、卤代磷酸酯
Br Br
Br
Br Br
Br
Br O
O
P
Br
O
O Br
Br Br
Br
Br
Br Br
• 量大面广， 多用途，阻燃剂方面逐渐被淘汰
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
4、磷酸酯类阻燃剂
• PEPA类阻燃剂
CH3
Cl
O O PO
O
CH3 CH3
O O PO
O
为RDP的替代产品。无色或淡黄色液体（1.26g/cm3) 理论磷含量8.94% 热稳定性优于BDP
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
RDP、BDP类阻燃剂研发、生产应注意的问题 1、提高耐迁移性是首要目标 2、开发固体产品 ，代替液体产品 3、注意应用研究 4、氯化氢的利用 5、苯酚等酚类物质的循环利用和处理
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
PEPA类阻燃剂的合成实例
HO HO
OH
+ POCl 3
OH
O
OH
O PO
O
O O PO
O
O
O P
O
POCl 3
O
OP O
O
O
OOO P
O
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
RDP、BDP类阻燃剂
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
RDP的性能与合成
HO
OH
+
POCl3
O H3CO
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
5、膦酸酯类阻燃剂 甲基膦酸二甲酯（DMMP）和乙基膦酸二乙酯（DEEP)
P3 C+ l C3H OH
P(O 3)3CH
O O C H 3
H 3C P O C H 3
DMMP
• DMMP为低粘度无色或淡黄色透明液体，磷含量高达25％， 能与水及多种有机有机互溶，阻燃效率高，可降低系统粘度 及表面附着性。
O
C2 C H 2 O HH
O2 C C3 H H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ HCH H N O
+H P
C2 C H 2 O HH
O2 C C3 H H
HO 2 C2 H C H N
HO 2 C2 H C H
O O2 C C3 H H
C H 2P
O2 C C3 H H
• 应用范围
BHAPE
• 1、阻燃聚氨酯
• 2、阻燃环氧树脂
次膦酸盐
次膦酸盐是近年开发的新磷系阻燃剂，可用于热塑性塑料（如PA、PBT）、 纤维及纺织品的阻燃，别适用于薄壁电子元器件、透明制片及薄膜
四、磷系阻燃剂的种类与特点
2、磷系阻燃剂的合成方法综述
四、磷系阻燃剂的种类与特点
• 磷系阻燃剂的合成方法综述
四、磷系阻燃剂的种类与特点
磷系阻燃剂的合成方法综述
• 3、阻燃不饱和聚酯树脂及其他涂料
• 4、阻燃酚醛树脂
• 5、阻燃木纤维板
• 综合性能优良、用量较大（提高了价格），研究并用
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
• 5、膦酸酯类阻燃剂
• N-羟甲基-3-（二甲氧膦酰基）丙酰胺(Provetex CP) • 反应阻燃剂，分子量211.15，理论磷含量14.67% • 无色或淡黄色粘稠液体，多用于棉纺织品的整理，提高耐洗性
四有机磷系阻燃剂 的总类与特点
四、有机磷系阻燃剂的种类与特点
1、有机磷系阻燃剂总述
品种繁多，用途广泛，性能可调。耐迁移性、耐水解性不足
磷酸酯类： 主要磷系阻燃剂，添加型为主。分为含卤与无卤两大类 合成简单，与材料相容性好，兼有阻燃与增塑两种作用 缺点是 抗迁移性差，耐久性有待改进，向无卤过渡。 膦酸脂（磷——碳键连接）
磷系阻燃剂的发展趋势
磷系阻燃剂具有无卤（低卤）、低烟、低毒的特性，效率高，在阻燃 剂领域倍受关注，在我国具有较大的发展潜力和空间。但一些阻燃剂 相容性差、表面处理技术不够完善、有机磷系多为液体、挥发性大、 热稳定性有待提高。因此，对磷系阻燃剂的研究还有待继续加强。
• （1）加强开发带有多官能团的阻燃剂，如集P、N、Si 或B等于一体 • （2）开发如兼具增塑、抗震、抑烟、抗静电、防鼠等多功能阻燃剂 • （3）开发高效低毒、对材料性能影响小的阻燃剂 • （4）重点解决磷酸酯类阻燃剂挥发性大、耐热性差、易迁移、不耐
P3 C+ lC3C H2O H H
P(O 2 CC 3 )H 3H
H 3C
O O C2C H3H
P O C2C H3H
DEEP
四、有 机 磷系阻燃剂的种类与特点
• 5、膦酸酯类阻燃剂
• N，N-双（2-羟乙基）氨甲基磷酸二乙酯 • 反应性阻燃剂，分子量255.25，理论磷含量5.48%， • 琥珀色液体，抗水解及抗湿性号，抗阴燃，耐低温，低毒，复配性好
具有类似磷酸酯的性质，热稳定性很高，具有耐水耐溶 剂性，阻燃性能持久。环状膦 酸酯是性能更优，主要用 于聚酯纤维、聚氨酯泡沫塑料和热固性树脂的阻燃。
四、磷系阻燃剂的种类与特点
氧化膦
氧化膦是一类很稳定的有机磷化合物，可阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂 和 聚氨酯、聚苯醚等。由于含磷量高，所以添加量小。主要品种有正丁基双 （羟丙基）氧化膦（FRD）、三羟丙基氧化膦（FR-T）、环辛基羟丙基氧化 膦（CODPPO）、对二（2,2,— 氰乙基氧化膦甲基）四甲基苯（RF2699）。
四、磷系阻燃剂的种类与特点
• 磷系阻燃剂制备技术特点
无机磷系阻燃剂：
技术成熟，工艺简单，投资较大，产品单一，竞争力差 （可大量消耗初级产品，适度提高资源效益）
有机磷系阻燃剂：
技术相对成熟，技术门槛较高，投资较小，产品灵活多 变，适应性强（一锅多用），三废处理尤为重要（以盐 酸为主，含磷废水）
四、磷系阻燃剂的种类与特点