膨胀型阻燃剂的合成及应用

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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。

单组分膨胀型阻燃剂的合成及应用研究进展

单组分膨胀型阻燃剂的合成及应用研究进展卢萍萍;吴鸿飞;王书渠;童静芝;黄国波【摘要】简述了单螺环磷酸酯、双螺环磷酸酯、笼状磷酸酯等几种单组分膨胀型阻燃剂的合成及应用研究进展,结果认为,单组分膨胀型阻燃剂是集酸源、炭源、气源于同一分子内的阻燃剂,是无卤阻燃剂的主要发展方向之一.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2014(026)003【总页数】4页(P60-63)【关键词】膨胀型阻燃剂;单组分;磷酸酯;述评【作者】卢萍萍;吴鸿飞;王书渠;童静芝;黄国波【作者单位】台州学院医药化工学院,浙江台州,318001;仙居县科技情报研究中心,浙江仙居,317300;台州学院医药化工学院,浙江台州,318001;台州学院医药化工学院,浙江台州,318001;台州学院医药化工学院,浙江台州,318001【正文语种】中文膨胀型阻燃剂以其无卤、环保、低毒、高效等特点在阻燃领域得到广泛应用。

膨胀型阻燃剂在燃烧过程中烟雾小，且放出无害气体，生成膨胀炭层吸附熔融、着火的聚合物，防止其滴落致使火灾蔓延。

一般以磷、氮为主要阻燃元素，可通过物理共混、共聚等方法阻燃改性多种易燃聚合物，有混合型及单组分型2种，其中混合型主要有聚磷酸铵（APP）类、三聚氰胺类等，以 APP及季戊四醇（PER）为主要组成的阻燃体系研究最为深入。

单组分膨胀型阻燃剂是集酸源、炭源、气源于同一分子内的阻燃剂，是无卤阻燃剂的主要发展方向之一。

但单组分膨胀型阻燃剂多数仍处于研究阶段，已经进行工业化生产的有Monsanto公司开发的XPM－1000。

1 单组分膨胀型阻燃剂种类1.1 单螺环磷酸酯单螺环磷酸酯由于分子内具有丰富的碳源和较高的磷含量，比脂肪类磷（膦）酸酯拥有更优良的阻燃效率。

其中间体单螺环磷酰氯即2－氧代－2－氯－5，5－二甲基1，3，2－二氧磷杂环己烷（DPPC），通过新戊二醇和三氯氧磷（POCl3）反应制得。

李巧玲等以DPPC为中间体与乙二胺、间苯二胺等反应制得集炭源、酸源、气源三组分于同一分子内的单螺环磷酸酯［1］。

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５１５２０１
摘要合成并确证一种新型的网络状环磷腈大分子ＰＣＰＰ，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￣ＵＰＣＰＰ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ＰＣＰＰ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

膨胀型阻燃剂Spinflam MF82/PE和MF82/PP

Spinflame MF-82是意大利Montedison公司销售的膨胀型阻燃剂，其特点是与Exolit IFR系列相似。 ①阻燃效率高，用量低，能使火焰很快自熄，且不产生滴落； ②低烟、低毒，不释出腐蚀性气体； ③不产生对人体细胞诱变物； ④不迁移至被阻燃材料表面； ⑤被阻燃材料密度低； ⑥对被阻燃材料的机械性能、电气性能、抗紫外线能力及加工性能影响较小。
Phos-Chekp/40与Spinflam组成的膨胀型阻燃剂

Phos-Chekp/40是美国Monsanto公司销售的一种磷系阻燃剂的商品牌号，其主要成分是聚磷酸铵（APP）。 Spinflam 可作为 Phos-Chekp/40的协效剂以一定比例混配成膨胀型阻燃剂，以保持阻燃剂中合理的阻燃元素比。以这种阻燃剂阻燃的高聚物，具有优异的阻燃性能，特别是密度低，且原基材的主要物理性能仅略有下降。此外，它们燃烧时生成的有毒气体和腐蚀性气体量很小，烟密度甚低。

性能
Exolit IFR-10 Exolit IFR-11 流散性粉末 19
外观磷含量%
流散性粉末 20
分解点/℃
密度/g.cm3 平均粒径/μm
＞240
1.7 12
＞240
1.7 14
热质量损失0%(325)、50%(540)

应用 Exolit-10可用于PE、PP、TPU、EPDM及EVA， Exolit IFR-11可用物PP。与以脂环族氯化物或 DBDPO阻燃的PP相比，以Exolit-10阻燃的PP具有较高的氧指数和低得多的平均燃烧时间，而且生烟量与未阻燃的PP不相上下。该阻燃剂对阻燃材料的物理-机械性能及电气性能的影响与常用溴系阻燃剂相仿，抗拉强度降低10-20%，抗弯强度提高约35%，抗弯模量提高50-150%，冲击强度只为未阻燃材料的50%。

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。

季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用

季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用摘要：本文采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料，乙二醇为介质在一定条件下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐，并对产物进行了差热、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120℃，合成时间2h；最终产物磷酸蜜铵盐合成温度100℃，时间4h。

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）=15：85混合，可使复合材料有良好的机械加工性能和理想的阻燃效果。

关键词：膨胀型阻燃剂无卤合成随着高聚物材料阻燃化处理技术的不断发展，对阻燃剂的综合性能的要求也越来越高，既要达到规定的阻燃级别，还要有良好的物理机械强度、非腐蚀性、低烟性、无毒性及热稳定性等[1]。

为了合成阻燃性能稳定的季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂，本文采用磷酸、五氧化二磷、季戊四醇和三聚氰胺为原料，乙二醇为介质在一定的温度和反应时间下合成膨胀度和剩炭率高的季戊四醇磷酸蜜胺盐阻燃剂，从而提高阻燃剂的阻燃效率。

用FTIR、DSC技术、熔融指数的测定研究合成样品的结构、热稳定性、力学强度和加工性能，用马弗炉燃烧的办法测定样品的膨胀度和剩炭率，以确定最佳的合成加工条件。

本文对促进季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型的合成技术及在高聚物中的推广应用等具有一定的理论意义和实际作用。

一、实验1.实验试剂、材料及仪器1.1 主要试剂与材料磷酸（AR），五氧化二磷（AR），季戊四醇（CP），三聚氰胺（AR），乙二醇（AR），HDPE（工业级）1.2 主要仪器恒温磁力搅拌器（85-2），永磁直流电动机（ZD-90），电子天平（BS124S），真空干燥箱（DZF-6030），循环水式真空泵（SHZ-D（Ⅲ））冲片机（CP-25）2.实验方案2.1 阻燃剂季戊四醇磷酸酯蜜胺盐的合成和样条的制备该实验的生成中间体磷酸蜜胺脂反应原理主要为下反应式：1-1成盐反应如下：2-2将磷酸、五氧化二磷以一定的比例加入三颈烧瓶中，缓慢加热到80℃并恒温搅拌1h，再将体系升温至120℃，分三次加入季戊四醇恒温搅拌2h，生成酯中间体M1，然后加入三聚氰胺的乙二醇溶液在100℃下反应4h即得产物M2。

三源一体膨胀阻燃剂的合成及其在苯丙乳液中的应用

１５阻燃苯丙样品制备．
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、Ｃ３种元素组成稳定的六元杂环Ｏ、
ｓｅｔｏｃｐ．Ａｐｌａｉｎｏｈｓｆａｅａｄｎｎｐｌｓｙｅｅａｒｌｔ）ｅｌｉｎｐｃｒｓｏｙｐｉｔｏｆｔｉｌｍｅｒｔｒａｔｉｏｙ（ｔｒｎ — ｃｙａｅｃｍｕｓｏｓｏｄｔａｅｈｓｒｃｉｎｏｈｌｍｅｒｔｒａｔｉｈｏｔｎｓｒｓｅｔｅｈｗｅｈｔｗｈｎｔｅｍａｓｆａｔｏｆｅｆｔａｅａｄｎｎｔｅｃａｉｇｗａｅｐｃｉ — ｖ
第３３卷第３期
２０１２年６月
青岛科技大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＱｉｇａｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＮａｕａｃｅｃｄｔｎｏｒａｎｄｏＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｃｎｌｇ（ｔｒｌｉｎｅＥｉｏ）ｏＳｉ
ＬＩＹａ。ＷＡＮＧｎＵｎ。Ｙｏｇ
（ｎｄｏＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｃｎｌｇ．ｌｅｅｏｌｍｅｉｎｃｎＱｉｇａｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙａＣｏｌｇｆＰｏｙｒＳｃｅｅａｄＥｎｇｎｅｉｇｉｅｒｎｂＣｏｌｇｆＥｎｉｏｍｅｔａｄＳｆｔｇｉｅｉｇ，Ｑｉｇａ６０．ｌｅｏｖｒｎｎｎａｅｙＥｎｎｅｒｎｅｎｄｏ２６４２，ｉａＣｈｎ）

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

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。

新型膨胀阻燃剂及其在涂料中的应用

ｅｅｌｆｒｃｍｂｓｏｖｎｙａｔｏｕｔｎ．ｃｒｏａｅｔｃｕｅｗｓｓａｉｔ．ａｄｃｒ０ａｅｕｂｅｄａｔｒｗｓ１０ —２０ｘｅｉａｂｎｌｙｒｓｔｒａｔｂｌｙｎａｂｎｌｙｒｂｂｌｉｍｅｅａ０ｕｒｉ０ｔｍ．Ｕｓｄｅ
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，ＳＭ）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￣０２０ｍ。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
１１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
ＮｅＩｔｍｅｃｎａｅＲｅａｄｎｎｄｉｓＡｐｐｉａｉｎｎａｉｗｎｕｓｅｔＦｌｍｔｒａｔａｔｌｃｔｏｉＣｏｔｎｇ
ＴＡＮＧ０，ＺＨＡＮＧａｇ，ＺＨＡＮＧｎｙＸｉｎＦａ

膨胀阻燃剂阻燃机理

膨胀阻燃剂阻燃机理一、引言膨胀阻燃剂是一种新型的阻燃材料，其主要作用是通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。

膨胀阻燃剂具有环保、低毒、高效等特点，在建筑、交通运输等领域得到广泛应用。

本文将会详细介绍膨胀阻燃剂的机理。

二、膨胀阻燃剂的分类根据不同的化学组成和特性，可以将膨胀阻燃剂分为以下几类：1. 磷系膨胀阻燃剂磷系膨胀阻燃剂是目前应用最广泛的一种，其主要成分是含氮、含氧的有机物和无机盐。

在高温下，这些物质会产生氮氧化物和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构，从而形成了一个具有良好隔热性能和低导电性能的保护层。

2. 氢氧化铝型膨胀阻燃剂氢氧化铝型膨胀阻燃剂主要是由氢氧化铝和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，氢氧化铝会分解产生水和氧气，从而形成一个多孔的保护层。

此外，它还具有良好的耐火性能和耐腐蚀性能。

3. 硅酸盐型膨胀阻燃剂硅酸盐型膨胀阻燃剂主要是由硅酸盐和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，硅酸盐会分解产生二氧化硅和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构。

三、膨胀阻燃剂的机理1. 膨胀机理当材料受到火焰的侵袭时，膨胀阻燃剂中的水分会被释放出来。

在高温下，这些水分会迅速转化为水蒸气，并与其他物质产生反应。

例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物会在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。

这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。

2. 阻燃机理膨胀阻燃剂中的化学成分可以通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。

例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物可以在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。

这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。

3. 炭化机理当膨胀阻燃剂受到火焰侵袭时，其中的有机物会发生裂解并形成碳化物。

_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

ＳｈｏｏＰｙｉｎｈｍｓ，ｉｕｎｖｒｉ，ｈｎｄ６０３，ｈｎ）ｃｏｌｆｈｓｓａｄＣｅｉｒＸｈａＵｉｅｓｙＣｅｇｕ１０９Ｃｉｃｔｙｔａ
Ａｂｓｒｃ：ｎｅｏｈｒｍｉｉｇａｐｏｃｎｃｕｓｆｈｌｇｎ— ｆｅｏａｔｒａｔｔａｔＡｓｏｆｔｅｐｏｓｎｐｒａｈｏｏｒｅｏａｏｅｒｅｆｒＦｌｍｅＲｅａｄｎｓ，Ｉｔｎｕｍｅ－ｓｃｎｅｔ—ｔｐｅｆｍｅｒｔｒａｔｉａｄｍｏｅａｄｍｏｅａｔｎｉｎ．Ｉｈｓｐｐｒ，ａｎｖｌＩｔｙａｅａｄｎｓｐｉｒｎｒｔｔｏｓｎｔｉａｅｌｅｏｅｎｕｍｅｃｎｔ—ｔｐｓｅｙｅ
（．ｏｅｅｏＣｅｉｒｎｈｍｃｌｎｉｅｒｇＨｅａｎｖｒｔ，Ｋｉｎ４５０，Ｃｉａ；．１ＣｌｇｆｈｍｓｙａｄＣｅｉｇｅｉ，ｎｎＵｉｅｉｌｔａＥｎｎｓｙａｆｇ７０ｅ１ｈｎ２
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
ｔｅＩｔｍｅｃｎ —ｙｅｆａｅａｄｎａｋｈｆｕｓｔｒｔｄｒｓｎｔ８．ｈｎｕｓｅｔ— ｔｐｍｅｒｔｒａｔｃｎｍａｅｔｅＯＩｏｎａｕａｅｅｉｏ２５．ｌＫｅｒｓ：ｎｕｍｅｃｎ —ｔｐｅｆｍｅｒｔｒａｔ；ｆｍｅ—ｒｔｄｎｅｕｓｔｒｔｄｒｓｎ；ｆａｅａｄｎｙｗｏｄｉｔｓｅｔｙａｅａｄｎｌｌａｅａａｃｎａｕａｅｅｉｒｌｍｅｒｔｒａｔ

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１２０￣Ｃ，合成时间２ｈ；最终产物磷酸蜜铵盐合成温度１００￣Ｃ，时间４ｈ。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）＝１５：８５混合，可使复合材料有良好的机械加工性能和理想的阻燃
Ｚｈｕｈｕａｂｉｎｆｕｚｈｅｎｇｂｉｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅ；ＨｕｂｅｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｒｓｉｔｙ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈａｌｏｇｅｎ－ｆｒｅｅｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔｌａｆｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ，ｍｅｌａｍｉｎｅｓａｌｔｏｆｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｐｈｏｓｐｈａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｆｒｏｍｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ
攮本廛用
中国化工贸易
ＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｃａｌＴｒａｄｅ
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鑫
季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用

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

维普资讯
第２８卷第３期２００８年５月
河北大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＨｅｅＵｎｖｒｉＮａｕａｃｅｃｄｔｎｏｒａｏｂｉｉｅｓｙ（ｔｒｌｉｎｅＥｉｏ）ｔＳｉ
Ｖｏ．８Ｎｏ．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０１０）７０２
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Ｋｅｒｓｐｓｈｒｓｐｎｏｄｅｄｂｏｎｅｐｎｔｌｌｃｌｍｅａｉｅ；ｆｍｅｒｔｒａｔｄｂｏｎｏｐｎｔｌｙｗｏｄ：ｈｏｐｏｕｅｔｘｉ；ｉｒｍｏｏｅｙｇｙｏ；ｌｍｎｌａｅａｄｎ；ｉｒｍｏｅｅｙ
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ｎｅｐｎｔｌｇｙｏｎｏｐｏｕｅｏｉｅ．Ｉｓｓｒｃｕｅｗａｈｒｃｅｉｅｌｍｅｔｌａｌｓｓ，ＩａｏｅｙｌｃｌａｄｐｈｓｈｒｓｐｎｔｘｄｔｔｕｔｒｓｃａａｔｒｚｄｂｙｅｅｎａｎａｙｉＲｎｄＮＭＲｅｃｔｒａｔｄｗｉｈｍｅａｎｅｒｓｔｎｎａｐｏｐｏｕ — ｏｎ — ｉｒｇｎｃｎａｎｎｌｍｅｒｔｒａｔ— ｔｅｄ — ｔ．Ｉｅｃｅｔｌｍｉｅｕｌｉｇｉｈｓｈｒｓｂｒｍｉｅｎｔｏｅｏｔｉｉｇｆａｅａｄｎ — ｈｉｂｒｍｏｅｐｎｙｌｃｌｐｈｓａｅｅｔｒｍｅａｎｅｓｌ，ｗｈｉｈｃｎｂａｐｉｄｔｐｅａｅｌｍｅｒｔｒａｔｏｎｏｅｔｌｇｙｏｏｐｈｔｓｅ — ｌｍｉａｔｃａｅｐｌｅｏｒｐｒｆａｅａｄｎＰＰ．

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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：Ｉ９．９＇１５５２Ｓ文献标识码：Ａ文章编号：１０４１（００）８一ｏＯ０００— ０７２１Ｏ０１— ４
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染（００Ｎｏ８２１．）。‘。’。 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２５２；．１０１２苏州大学现代丝绸国家工程实验室，江苏苏州２５２）１１３
＼．ａｉａＥｇｎｅｎａｏｔｙｏＭｏｅｉ。ｕｏ１１３ｈｉ２ＮｔｎｌｎｉｒｇＬｂｒｏｆｒｄｒＳｋＳｚｕ２５２。Ｃｎｏｅｉａｒｎｌｈａ
／
Ａｂｔａｔｎｕｅｃｎｌｍｅｒｔｒａｔａｒｐｒｄｉｃｔｅｗｉｅｔｅｙｈｉｌｈｓｈｒｓｏｙｈｏｉｅａｄｄｅｈｌｎｒｓｒｃ：Ｉｔｍｓｅｔｆａｅａｄｎｓｐｅａｅａｅｏｎｔｐｎａｒｔｒｏ。ｐｏｐｏｕｘｃｌｒｎｉｔｙｅｅｔｉｗｎｈｔｄ — ａｉｅａｎｍｅｓａｄｗｉｒｔｙａｉｅａｅｏｉｄａｔｃｄｍｎｓｍｏｏｒｎｔｔｉｈｌｍｎｓｄｐｓｔｎａｉｓ。ａｄｂｏｋｄｉｏｙｎｔｓｃｏｓｌｋｒａｄａｐｉｄｔｉｈｅｅｎｌｃｅｓｃａａｅａｒｓ・ｉｅｎｐｌｏｆｅｎｅｒ
Ｏ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
热降解行为及阻燃机理。
１试验
．烟、低毒的特性，符合环保要求，是阻燃剂无卤化的重１１材料与仪器织物１６ｔｘ×１６ｔ５４ｅ４ｅ１６根／０ｃ６根／ｘ１ｍｘ９要途径。
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，于竹浆纤维织物的阻燃整理。通过红外光谱仪（ＩＲ）热性能分析用￣＇、Ｉ
（ＧＤＡ和扫描电镜（Ｅ表征了该阻燃剂的结构特性，了其对织物热降解行为的影响及阻燃机理。Ｔ．Ｔ）ＳＭ）考察
Ｓｎｔｅｉｎｄａｌｃｉｎｏｎｕｓｅａｅａｄａｔｙｈｓｓａｐｐｉａｔｏｆｉｔｍｅｃｎｔｆｍｅｒｔｒｎｌ
Ｃｎｚｉ＿。ＺＡＩＲｕ．ｈ－ＨＯＵＸｉｎ．ｏｇ・ａｇｄｎ。
，．ｏｌｅｆＴｘｉｎｌｈｎｎｉｅｉ。ｏｃｏｎｅｉ。ｕｈｕ２５２，ｈｎ；１ＣｌｇｅｔａｄＣｏｉＥｇｎｒｇＳｏｈｗＵｉｒｔＳｚｏ１０１Ｃｉ＼ｅｏｅｌｔｇｅｎｖｓｙａ
ｓｏｅｈｔｆｍｅｒｔｒａｔｅｆｃａｉｎｆａｔｗｉｈｒｐｒｄｉｔｍｅｃｎｌｍｅｒｔｒａｔｈｕａｉｔｆｅ０ｌｕ・ｈｗｄｔａｌａ－ｅａｄｎｆｔｗｓｓｇｉｃｎｔｔｅｐｅａｅｎｕｅｉｈｓｅｔｆａｅａｄｎ．ｔｅｄｒｂｌｙａｔｒ１ｎｉａｄｎｇａｅｌｎｒａｉｇｓｒｎｔｅｎｓｗｓｗｌ，ａｄｂｅｋｎｔｅｇｈ，ｗｈｔｎｓｎａｄｅｄｃｉｅｌｈｌ．ｉｅｓａｄｈｎｌｅｌｄｓｉｔｅｎｇｙＫｅｒｓｉｒｏｉｇｆｉｈ；ｆｅｐｏｆｇａｅｔｙｔｅｉｙｗｏｄ：ｆｅｐｏｆｉｓｒｎｎｉｒｏｉｇｎ；ｓｎｈｓｓ；ｂｍｂｏｖｓｏｅｆｅｒｎａｏｉｃｓｉｒｂ