红磷阻燃机理

红磷阻燃机理
1. 红磷的阻燃机理
红磷受热分解，可和周围空气中的氧气发生反应生成含氧磷酸，这种含氧酸的吸水性比较好，能让燃烧聚合物表层脱水炭化形成炭化层，这样不但能够将外部的氧、挥发性可燃物和热与聚合物隔离，减少可燃性挥发组分的释放，还具备吸热性，降低聚合物表面的氧化热，实现凝聚相阻燃。

红磷的热解产物PO·自由基进入气相后，还可以捕捉燃烧火焰中大量的H·、HO·自由基，切断火焰氧化链反应，起到气相阻燃的作用。

2. 红磷阻燃的缺点
（1）红磷在空气中很容易吸收水分，生产H3PO4、H3PO3、H3PO2等物质，使红磷变粘，失去流动性，而产生的磷酸更易吸水。

如果红磷存在于高分子材料制品中，红磷吸潮氧化，使制品表面腐蚀后失去光泽和原有性能，并慢慢向内层腐蚀，同时产生的含氧酸也会腐蚀加工设备。

（2）红磷与树脂的相容性差，而且会出现离析沉降，使树脂的粘度上升，给树脂的浇铸、浸渍、操作等带来困难，也会导致合成材料的性能下降。

（3）红磷长时间和空气接触，不但会生成磷的含氧酸，还会释放出剧毒PH3气体，对环境和人体都是不利的。

（4）红磷吸湿性、不稳定性对塑料制品的物理性有不良影响，尤其是对弱电元件的漏电性、高压元件的绝缘性影响更甚。

（5）红磷本身的紫红色，会让制品着色。

（6）红磷易被冲击所引燃，干燥的红磷粉尘具有燃烧和爆炸等危险。

3. 红磷的微胶囊包覆
尽管红磷阻燃剂的缺点较多，但其在应用过程中是比较环保的，而且阻燃效果优异，是一种优良的无卤阻燃剂。

为了尽可能地发挥红磷的阻燃性能并克服或消除其缺点，一般需对红磷阻燃剂进行微胶囊包覆。

微胶囊包覆红磷又称微胶囊化红磷，其目数可达到800~1000目，使用不同的囊材对红磷进行微胶囊化处理，即可获得微胶囊包覆红磷(囊材常用的有三聚氰胺甲醛树脂，也可采用无机(如硼酸锌等)/有机双包覆技术)。

阻燃剂微胶囊化的制备原理是将阻燃剂在机械搅拌和分散剂的作用下迅速均匀悬浮在液相中，用合适的囊材在其表面通过物理或化学的方法形成微米级厚度的致密囊壁，使阻燃剂免受外界环境如热、光、氧气、水气、酸、碱等的影响。

对阻燃剂微胶囊来说，囊壁可耐聚合物加工的高温和压力，且不能与包裹的阻燃剂发生化学反应，当制品一旦遇火受高热时，囊壁能立即熔融破裂，从而释放阻燃剂，达到阻燃的目的。

红磷经微胶囊化处理后，消除了红磷单独作为阻燃剂使用的一些缺点，不过，对于不同公司生产的包覆红磷，由于囊材跟技术的差异，其产品质量还是有相当大的差别。

总体来说，包覆后的红磷具有以下优点：一是消除红磷在贮运、生产、加工过程中的隐患；二是白度化，淡化（并非消除）红磷的颜色，拓宽红磷的应用范围，由于颜色问题，包覆红磷也主要用于深色基材或对颜色要求不高的阻燃添加，在电缆方面应用比较广泛；三是改善与基材的相容性，减小对基材力学性能的影响；四是通过对囊材的选择，实现多种阻燃元素（阻燃剂）的复配，提高阻燃抑烟效能。

善贞实业(上海)有限公司是经过多年的研发和攻关，开发了多款FR系列高效环保阻燃剂，可用于各种橡胶和颜色的制品。