磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
聚氨酯胶反应型阻燃剂
聚氨酯胶反应型阻燃剂一、引言随着社会经济的快速发展，工业和建筑领域对耐火材料的需求日益增长，而防火性能优异的聚氨酯胶反应型阻燃剂因其优异的阻燃性能和应用方便性而受到广泛关注。
本文将从聚氨酯胶的性能、聚氨酯胶的阻燃机理、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状和发展趋势等几个方面进行综述，以期为相关行业提供借鉴和参考。
二、聚氨酯胶的性能聚氨酯（PU）胶是一种以异氰酸酯和多元醇为原料，经过聚合反应得到的聚合物。
聚氨酯胶具有许多独特的性能，包括优异的耐水性能、耐化学品性能、机械性能和耐氧性能。
此外，由于其可塑性好，使其可以根据不同需求进行加工和成型，广泛应用于建筑、交通运输、电子产品和家居产品等领域。
三、聚氨酯胶的阻燃机理聚氨酯胶在一定条件下易燃，一旦着火会迅速燃烧，引起严重的火灾。
因此，研制一种防火性能良好的聚氨酯胶反应型阻燃剂成为目前的研究热点。
聚氨酯胶的着火原因主要是其表面或内部受到外部热源的影响，导致其燃烧。
聚氨酯胶的阻燃机理主要包括气相阻燃和凝聚相阻燃两种方式。
气相阻燃是指通过添加的阻燃剂在燃烧时与燃烧产物发生化学反应，从而促进燃烧过程的中断。
而凝聚相阻燃是指阻燃剂在聚氨酯胶燃烧时生成的稳定氧化还原反应产物，形成燃烧层，延缓燃烧速度。
四、聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究现状近年来，随着人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂需求的增加，相关研究取得了一系列突破性成果。
目前，常用的聚氨酯胶反应型阻燃剂主要包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂和氢氧化铝等。
磷系阻燃剂主要是指通过加入含磷化合物，阻燃效果显著。
氮系阻燃剂在聚氨酯胶中通过生成惰性气体和炭层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要是通过抑制燃烧产物的传热和反应，从而起到阻燃作用。
氢氧化铝的阻燃作用主要是通过其吸热和隔热的物理作用来抑制燃烧。
五、聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势随着科学技术的不断进步，人们对聚氨酯胶反应型阻燃剂的研究也在不断深入。
未来，聚氨酯胶反应型阻燃剂的发展趋势主要包括以下几个方面：一是以环保为导向的研究，重点发展无卤素和低卤素燃烧阻燃剂。
阻燃剂应用于聚氨酯的原理
阻燃剂应用于聚氨酯的原理1. 聚氨酯简介聚氨酯是一种重要的聚合物材料，具有优异的物理性能和广泛的应用领域。
它由异氰酸酯与多元醇反应而成，具有良好的韧性、耐磨性和耐撕裂性。
然而，由于聚氨酯在高温下容易燃烧，在一些特殊场合下需要采用阻燃剂来提高其阻燃性能。
2. 阻燃剂的分类阻燃剂主要可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。
2.1 无机阻燃剂无机阻燃剂是由无机盐和无机氧化物等组成的，常见的无机阻燃剂包括氢氧化铝、纳米氧化锆、磷酸铵等。
无机阻燃剂主要通过吸热分解、抑制燃烧气体的生成、形成隔热保护层等方式起到阻燃的作用。
2.2 有机阻燃剂有机阻燃剂是由含有氨基、酚基、磷酸酯等功能性团的有机化合物组成的，常见的有机阻燃剂包括氯化烷基磷酸酯、三聚氰胺磷酸盐等。
有机阻燃剂主要通过减缓燃烧速率、阻断燃烧链反应等方式发挥阻燃作用。
3. 阻燃剂应用于聚氨酯的原理阻燃剂应用于聚氨酯的原理主要通过以下几个方面实现。
3.1 阻断燃烧链反应有机阻燃剂中含有磷酸酯等功能性团，这些团在高温下会发生分解并产生磷酸等物质，这些物质能够阻断燃烧链反应，从而降低聚氨酯的燃烧速率。
3.2 吸热分解无机阻燃剂中的无机盐和无机氧化物在高温下会吸收热量并发生分解反应，这个过程需要吸收大量的热量，从而使聚氨酯的温度下降，延缓燃烧反应的进行。
3.3 隔热保护层无机阻燃剂能够在聚氨酯表面形成一层致密的隔热保护层，该层能够阻止热量向内部传播，限制燃烧蔓延的范围。
3.4 减少燃烧气体的生成无机阻燃剂和有机阻燃剂能够抑制聚氨酯在燃烧过程中产生大量的有害气体，如一氧化碳、二氧化碳等，从而减少烟雾的产生，降低火灾对人体的危害。
4. 阻燃剂的选择与应用在选择阻燃剂时，需要考虑聚氨酯材料的具体使用环境以及阻燃剂的性能要求。
一般来说，无机阻燃剂适用于要求高阻燃性能和耐高温性能的场合，而有机阻燃剂适用于要求性能综合、成本相对较低的场合。
具体应用时，可以通过添加适量的阻燃剂粉末或涂层的方式将阻燃剂直接加入聚氨酯材料中，也可以将阻燃剂涂覆在聚氨酯材料表面形成阻燃层。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究1. 磷系阻燃剂的分类磷系阻燃剂可以按照它们的功能和结构分类。
按照结构分类，磷系阻燃剂可以分为以下几类：（1）磷酸酯类。
这种阻燃剂可以减缓分子链的热分解速度，使得聚合物热稳定性得到改善，同时也会降低聚合物的可塑性。
磷酸酯类阻燃剂的结构中包含磷酸酯键，可以被热分解产生磷酸脱氧糖，从而吸收热量，防止聚氨酯的燃烧，BDOPEP就是一种常见的磷酸酯类阻燃剂。
（2）膨胀型磷系阻燃剂。
这种阻燃剂在高温下发生膨胀，形成一层难燃的保护层，防止燃烧产品的接触氧气，金属磷酸盐是常用的膨胀型磷系阻燃剂。
（3）含磷氮阻燃剂。
这种阻燃剂同时含有磷和氮，可以在明火燃烧时释放无毒、无腐蚀性的氮磷复合物并吸热，防止火源继续对聚氨酯产生热量和燃烧，IPPP就是常用的含磷氮阻燃剂。
聚氨酯是一种具有优良性能的合成材料，但在高温下易燃，阻燃性能难以保证，且它的热解产物对环境和人身安全可能存在危害，因此需要添加阻燃剂。
磷系阻燃剂因其良好的阻燃效果和可持续性广受欢迎，下面将从以下几个方面介绍磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用研究。
在选择磷系阻燃剂时，需要考虑以下几个因素：a. 阻燃效果。
优秀的阻燃剂应该能够有效减缓材料的热解速度，防止燃烧。
b. 可持续性。
可循环利用和低环境影响的阻燃剂是目前研究的热点。
c. 毒性。
阻燃剂对人体和环境的影响应该尽可能小。
因此，具有良好阻燃效果、可持续性和无毒性的磷系阻燃剂是最理想的选择。
（2）磷系阻燃剂的作用机理磷系阻燃剂在聚氨酯中的作用机理主要有以下几个方面：a. 吸热作用。
磷系阻燃剂可以在燃烧过程中吸收热量，从而减缓材料的热解速度，起到阻燃的作用。
b. 生成无机炭化物。
阻燃剂在高温下可以分解，生成无机炭化物，这些炭化物可以作为难燃层保护材料，从而防止燃烧。
c. 接触层效应。
阻燃剂分解后在材料表面形成一层炭化物，这层炭化物可以防止氧气和燃烧产物接触，从而防止燃烧扩散。
实验表明，添加磷系阻燃剂可以显著提高聚氨酯的阻燃性能。
含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究
含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究史以俊 罗振扬 何 明 顾晓利(南京林业大学理学院化学与材料科学系 210037)摘 要:利用氧指数仪及锥形量热仪研究了甲基磷酸二甲酯基及其与磷酸(22氯乙基)三酯、磷酸(22氯丙基)三酯、磷酸(二氯丙基)三酯复配对聚氨酯硬质泡沫的氧指数、点燃时间、燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度、烟气生成速率等的影响。
结果表明,单独使用甲基磷酸二甲酯的聚氨酯硬泡的点燃时间最长,而对于燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度及烟气生成速率,则是复配使用效果更佳。
关键词:聚氨酯硬泡;锥形量热仪;阻燃中图分类号:T Q328.2 文献标识码:A 文章编号:1005-1902(2009)05-0023-03 聚氨酯硬泡具有优良的力学性能、电学性能、声学性能及耐化学腐蚀性能,并与多种材料有很强的粘接力,从而被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。
但是,未经阻燃处理的聚氨酯硬泡的氧指数一般低于19,属易燃材料,并在燃烧过程中放出HCN、CO等有毒气体[1]。
因此,聚氨酯泡沫塑料耐燃、防火问题已成为迫切需要解决的重要课题。
近年来,国内外报道了许多新型阻燃剂以及通过阻燃剂的协同作用来提高聚氨酯硬泡的阻燃性能[2～4]。
聚氨酯泡沫塑料所用的工业化有机阻燃剂大致可分为3类:一是以磷酸(22氯乙基)三酯(TCEP)、磷酸(22氯丙基)三酯(TCPP)、磷酸(二氯丙基)三酯(TDCP)等为代表的卤代磷酸酯,二是以甲基磷酸二甲酯(D MMP)为代表的全磷(磷酸酯)阻燃剂,三是反应型溴系阻燃剂。
其中,近年来用含卤磷酸酯阻燃剂较为普遍[5,6]。
另有文献报道,全磷阻燃剂与卤代磷酸酯阻燃剂复配使用时,阻燃效果优于单一使用全磷阻燃剂的效果[7,8]。
为了能全面考察各阻燃剂的阻燃效果,采用的测试阻燃仪器也非常关键。
锥形量热仪是以氧消耗原理为基础的新一代聚合物材料燃烧性能测定仪,由锥形量热仪获得的可燃材料在火灾中的燃烧参数有多种,包括点燃时间、总释放热、释热速率、烟及毒性参数等。
磷系阻燃剂TCPP的合成及应用
磷系阻燃剂TCPP的合成及应用磷系阻燃剂TCPP，全称为三氯丙烷磷酸酯，是一种常用的磷系阻燃剂，广泛应用于聚合物、聚氨酯、涂料、粘合剂等材料中。
它具有优异的阻燃性能，可以有效地提高材料的耐火性能，降低燃烧时释放的烟气和毒气，在工业生产和民用领域中发挥着重要的作用。
下面将对TCPP的合成及应用进行详细介绍。
一、磷系阻燃剂TCPP的合成1. 原料准备：合成TCPP的原料主要包括三氯丙烯、磷酸和氯化磷。
其中，三氯丙烯是合成TCPP的重要原料，而磷酸和氯化磷则是磷酸酯化合物的常用反应试剂。
2. 反应步骤：TCPP的合成通常采用磷酸酯化反应。
首先将三氯丙烯和氯化磷加入反应釜中，控制温度和搅拌条件，进行氯化磷化反应得到三氯丙基磷酰氯。
然后将三氯丙基磷酰氯加入到含有过量磷酸的反应体系中，进行酯化反应得到TCPP产物。
最后对产物进行提纯和干燥处理，得到纯度较高的TCPP产物。
3. 反应条件：TCPP的合成反应需要严格控制温度、压力和反应时间等条件，以保证反应效率和产物质量。
在实际生产中，通常采用高效反应釜和自动化控制系统，提高反应的稳定性和产物的纯度。
二、磷系阻燃剂TCPP的应用1. 聚合物材料中的应用：TCPP广泛应用于各种聚合物材料中，如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等。
它可以通过物理混合或化学共混的方式，与聚合物相结合，有效提高材料的阻燃性能，降低燃烧时释放的烟气和毒气，保护人身安全和减少财产损失。
2. 聚氨酯材料中的应用：TCPP还可以用作聚氨酯材料的阻燃剂。
聚氨酯是一种重要的工程塑料，具有优良的机械性能和耐磨性，广泛用于汽车、建筑、电子等领域。
添加TCPP可以显著提高聚氨酯材料的阻燃性能，延缓燃烧速度，降低烟气产生量，提高材料的燃烧等级。
3. 涂料和粘合剂中的应用：TCPP还可用作涂料和粘合剂的阻燃剂。
涂料和粘合剂广泛应用于建筑、船舶、航空等领域，阻燃要求较高。
添加TCPP可以有效提高涂料和粘合剂的阻燃性能，降低火灾事故的发生概率，保护人员和财产安全。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究磷系阻燃剂的种类比较多，其中包括六水合硫酸铝、六水合硫酸钾、六水合硫酸铜等。
这些磷系阻燃剂可以通过质量分数、添加量、分散方式等多个参数来对其阻燃效果进行研究。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用主要包括两种：一种是将磷系阻燃剂直接添加到聚氨酯中；另一种是将磷系阻燃剂涂覆在聚氨酯表面。
直接添加磷系阻燃剂的方法相对比较简单，通常可以通过加入聚氨酯合成过程中，或者在成品的后期生产过程中进行添加。
实验证明，添加磷系阻燃剂可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能。
例如，对聚酯型聚氨酯添加含磷改性物（如六水合硫酸铝、红磷酸铵等）时，聚氨酯的阻燃等级有所提高。
而且添加该阻燃剂后，聚氨酯的热失重率也随之增大。
磷系阻燃剂的涂覆也是一种常见的应用方式。
在聚氨酯的表面涂覆一层磷系阻燃剂可以有效地提高其阻燃性能，而且涂层可以起到隔离氧气的作用，减少聚氨酯的燃烧速度。
一些研究表明，聚氨酯表面的磷系阻燃剂涂层能够提高其氧指数和垂直燃烧性等指标，从而提高阻燃性能。
此外，对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用还需要注意一些问题。
例如，在添加磷系阻燃剂时，如果添加量过多，会影响聚氨酯的机械性能，因此需要在添加量和聚氨酯性能之间进行权衡。
另外，磷系阻燃剂的热稳定性也需要考虑，高温会使磷系阻燃剂分解，从而降低其阻燃效果。
总之，磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用具有优异的阻燃效果和潜在的发展前景。
通过合理的添加和应用方法，不仅可以有效地提高聚氨酯的阻燃性能，还能够满足不同应用需求的阻燃效果。
但需要注意与其他性能的综合平衡问题以及涂层表面的耐候性，避免对聚氨酯的应用带来负面影响。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用的研究进展
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用的研究进展张铁; 文庆珍; 朱金华; 蓝敏杰【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)019【总页数】3页(P19-21)【关键词】添加型阻燃剂; 反应型阻燃剂; 阻燃机理; 磷系阻燃剂; 聚氨酯【作者】张铁; 文庆珍; 朱金华; 蓝敏杰【作者单位】海军工程大学化学与材料系湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】TQ328.3聚氨酯材料具有良好的力学性能，耐磨、抗撕裂能力。
因此关于聚氨酯材料复配、改性的研究众多[1]，使其保持优异性能的同时，又使各组分的性能相互补充，相互关联，形成复合效应。
聚氨酯的氧指数只有14%～16%极易被点燃，燃烧速度猛烈，不易扑灭，为使聚氨酯得到更广泛的使用通常对其进行阻燃处理，磷系阻燃剂与无机化合物阻燃剂相比具有添加量小、阻燃效率高的优点。
与卤素阻燃剂相比具有低毒、污染小的优点使其在阻燃聚合物的研究方面有巨大潜力。
1 磷系阻燃剂阻燃机理聚氨酯是以碳碳键为基本结构的有机高分子聚合物，其中在聚氨酯产品中泡沫的体积大、传热系数低，最易发生燃烧，向外辐射的热量能扩大火焰范围，同时释放大量诸如HCN、CO的有毒物质。
而磷系化合物作为高效的阻燃剂，能在聚氨酯燃烧过程中的凝聚相和气相共同发挥作用。
其在聚氨酯中的阻燃机理可从温度、可燃物、氧气和自由基的链式反应这四个燃烧要素进行解释[2-3]：(1)磷系化合物热分解可促使聚氨酯定向产生碳来提高焦炭产率。
同时生成的磷酸衍生物吸收因聚氨酯燃烧产生的热量。
(2)磷系化合物热分解的过程中产生水分，能降低凝聚相的温度，同时稀释可燃气体及剧毒氰化氢气体的浓度。
(3)磷系化合物热分解成磷酸，形成一层玻璃态熔融物，附着在聚氨酯表面，形成阻隔层，阻隔的同时减少可燃挥发成分的释放。
继续加热水分蒸发磷酸脱水成偏磷酸后聚合反应成强酸——聚偏磷酸，有较强的脱水碳化作用。
(4)磷系化合物热分解时会释放活性物质在气相中捕获聚氨酯表面上的氧和氢自由基中断放热过程从而抑制聚氨酯的燃烧。
《基于P-H键的反应性合成有机磷、氮阻燃剂及对聚氨酯阻燃改性研究》范文
《基于P-H键的反应性合成有机磷、氮阻燃剂及对聚氨酯阻燃改性研究》篇一一、引言随着现代社会的快速发展，人们对材料的安全性能要求日益提高，尤其是在防火安全方面。
聚氨酯（PU）作为一种常见的合成材料，其广泛应用在建筑、家具、床垫等领域。
然而，聚氨酯的易燃性成为其应用的一大障碍。
因此，研究开发高效、环保的阻燃剂，特别是基于P-H键的反应性合成有机磷、氮阻燃剂，对提高聚氨酯的阻燃性能具有重要意义。
二、有机磷、氮阻燃剂的合成基于P-H键的反应性合成有机磷、氮阻燃剂，主要是通过化学反应将含有P-H键的化合物与含氮、磷的化合物进行反应，生成具有阻燃性能的有机磷、氮化合物。
这种方法的优点在于可以通过调节反应物的种类和比例，实现对阻燃剂分子结构和性能的调控。
具体来说，合成过程主要包括以下步骤：首先，选择适当的含有P-H键的化合物和含氮、磷的化合物；然后，在适当的反应条件下，进行反应；最后，通过提纯、干燥等步骤，得到纯净的有机磷、氮阻燃剂。
三、聚氨酯阻燃改性研究将合成的有机磷、氮阻燃剂应用于聚氨酯的阻燃改性，可以有效提高聚氨酯的阻燃性能。
具体来说，可以通过物理共混或化学接枝的方式，将阻燃剂引入聚氨酯中。
其中，化学接枝的方式可以更有效地提高阻燃剂的利用率和聚氨酯的阻燃性能。
在实验中，我们可以通过改变阻燃剂的种类、用量以及添加方式等参数，探究其对聚氨酯阻燃性能的影响。
通过热重分析（TGA）、极限氧指数（LOI）等测试手段，我们可以评估改性后聚氨酯的阻燃性能。
四、结果与讨论实验结果表明，合成的有机磷、氮阻燃剂可以显著提高聚氨酯的阻燃性能。
具体来说，当阻燃剂的用量达到一定值时，聚氨酯的极限氧指数和热稳定性都会得到显著提高。
此外，通过化学接枝的方式引入阻燃剂，可以更有效地提高聚氨酯的阻燃性能。
从分子结构的角度来看，有机磷、氮阻燃剂中的磷、氮元素可以形成稳定的自由基，这些自由基可以捕获聚合物燃烧过程中产生的活性自由基，从而抑制燃烧链式反应的进行。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究作者：刘郁来源：《科技创新与应用》2020年第13期摘; 要：磷系阻燃剂在工业中有着广泛的应用，在实际使用过程中，主要是添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两种，为了保证使用效果，需要对两种不同剂型在聚氨酯中应用进行分析，以此，全面提高使用效率，保证应用效果。
全面分析温度、可燃物、氧气和自由基链式反应是最为重要的方法，通过对四个燃烧要素的分析，进一步把握好磷系阻燃剂在聚氨酯阻燃机理效果，提升使用效果。
通过对阻燃效果在材料中的不同反应，指出磷系阻燃剂存在的主要问题，并为下一步的应用指明了方向。
关键词：添加型阻燃剂;反应型阻燃剂;阻燃机理;磷系阻燃剂;聚氨酯Abstract： Phosphorus series flame retardants are widely used in industry. In the process of practical use， there are mainly two kinds of additive flame retardants and reactive flame retardants. In order to ensure the application effect， it is necessary to analyze the application of two different dosage forms in polyurethane， so as to improve the use efficiency in an all-round way and ensure the application effect. The comprehensive analysis of temperature， combustibles， oxygen and free radical chain reaction is the most important method. Through the analysis of the four combustion elements， we can further grasp the flame retardant mechanism effect of phosphorus series flame retardants in polyurethane and improve the use effect. Through the different reactions of flame retardant effect in materials， the main problems of phosphorus series flame retardants are pointed out， and the direction for further application is given.随着工业的全面发展，磷系阻燃剂得到了广泛的应用，在工业生产中起到了良好的作用。
聚氨酯硬泡的阻燃原理
聚氨酯硬泡的阻燃原理
聚氨酯硬泡的阻燃主要由以下几个效应引起的：
一．覆盖效应
在燃烧过程中，阻燃剂作用于高聚物，使高聚物表面形成对热比较稳定的液膜或固化覆盖层，使得外面热量难以传到高聚物中，减少高聚物的分解和阻止已分解的可燃气体向火焰区扩散，有机磷系阻燃剂主要就是因其形成覆盖层而起到阻燃作用。
二．稀释效应
在燃烧过程中，阻燃剂分解产生不燃性气体，降低燃烧区域的可燃性气体和氧气的浓度，从而抑制燃烧。
诸如卤素与磷形成的PX3和PX5以及卤化氢和水气等不燃性气体均能起到该种效应。
三．捕捉效应
一般认为，高聚物燃烧的火焰反应是一个与自由基H·和HO·密切关联的自由基连锁反应，若能捕捉(消除)掉这些活性自由基，那么火焰反应速度就会降下来。
现以溴化物为例，其抑制连锁反应的机理如下：Br·+RH _÷R ·-I-HBr
OH ·+HBr_ H2O+Br·
高聚物中加入含溴阻燃剂，遇火受热发生分解反应，生成溴自由基，溴自由基与高聚物反应生成溴化氢，溴化氢与活泼性很强的自由基
HO·反应，一方面使自由基Br·再生，另一方面使HO·自由基质浓度减小，故而抑制连锁反应，使燃烧速度减慢。
四．吸热降温效应
无机阻燃剂氢氧化铝的阻燃作用相当程度上是归功于吸热效应，因氢氧化铝在受热分解而脱出结合水时，每克要吸热1．97 kJ。
五．转移效应
在阻燃剂的作用下，有时高聚物的热分解模式会发生改变，使分解出的可燃气体减少，从而有利于高聚物的阻燃。
当然，不同的阻燃剂有不同的阻燃机理，其机理相互交叉，协同作用。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究磷系阻燃剂是一种广泛应用于聚氨酯材料中的阻燃剂。
它通过改变聚氨酯材料的燃烧特性，提高其防火性能，延长材料的燃烧时间，从而减少火灾的发生和蔓延，并保护人们和财产的安全。
磷系阻燃剂主要通过两种途径发挥作用：一是化学作用，二是物理作用。
化学作用主要是通过磷元素与氧气之间的反应，产生磷酸酯盐或氧化磷酸盐，降低材料的燃烧温度和速度，增加材料的抗燃性。
物理作用主要是通过形成磷系化合物的炭化层，阻断火焰的氧气供应，降低燃烧速度。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用可以提高材料的阻燃性能。
一方面，它可以降低聚氨酯材料的燃烧速度和热释放速率，延缓火灾的蔓延，给人们争取更多的逃生时间。
它可以减小火灾对人体的危害，降低烟雾和毒性气体的释放量，使人们有更高的生存率。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用还可以提高材料的机械性能和加工性能。
磷系阻燃剂可以提高聚氨酯材料的熔体流动性和熔体稳定性，减少材料在加工过程中的熔体温度和粘度变化，提高了材料的加工性能。
磷系阻燃剂还可以改善聚氨酯材料的机械强度、硬度和抗冲击性能，提高了材料的使用寿命和质量。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用也存在一些问题。
磷系阻燃剂在高温或长时间作用下容易分解和挥发，降低了其阻燃效果。
磷系阻燃剂对聚氨酯材料的色泽和透明度有一定的影响，可能会影响材料的外观和质感。
一些磷系阻燃剂中的磷元素会通过溶出或微粒析出的方式对环境造成一定的污染。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用可以提高材料的防火性能，延缓火灾的发生和蔓延，并保护人们和财产的安全。
在应用过程中需要注意选择合适的磷系阻燃剂，并兼顾其阻燃效果、机械性能、加工性能和环境影响等方面的综合因素。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究随着科学技术的不断发展，聚氨酯材料被广泛应用于建材、汽车、家具、地面材料等领域。
然而，聚氨酯材料的可燃性和火灾场景中的剧烈燃烧使其应用范围受到限制。
因此，阻燃处理成为提高聚氨酯材料应用的关键。
目前，磷系阻燃剂是应用较广泛的阻燃剂之一。
它具有高效、环保等优点，是目前聚氨酯材料阻燃的研究热点之一。
本文将对磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用进行探究，并对其研究进展进行梳理。
一、磷系阻燃剂的基本特性磷系阻燃剂是通过磷元素与聚合物中的氧元素形成磷氧键，来阻止燃烧过程的继续发生。
磷系阻燃剂主要有有机磷系和无机磷系两种，其中有机磷系以三聚磷酸酯和聚酰胺酯为典型代表，无机磷系以红磷和氧化锆磷酸盐为典型代表。
与其他阻燃剂相比，磷系阻燃剂具有下列四个基本特性：1.高效性：磷系阻燃剂可使可燃物质分解出磷酸和特定的化合物，形成屏障，促使燃烧变得更加困难，从而提高了阻燃性能；2.热稳定性好：磷系阻燃剂具有良好的热稳定性，能够在高温下发挥作用，并抵御长期暴露在空气和光线下的影响；3.环保性高：磷系阻燃剂不仅具有高效性，而且还能够降低有害物质的生成，减少烟雾和毒气的排放，避免对环境的污染；4.易加工性：磷系阻燃剂与聚合物具有良好的相容性，可通过加工方法（例如挤出、注塑、吹塑等）实现简单的混合。
聚氨酯中磷系阻燃剂按照化学结构和源头可以分为有机磷系和无机磷系两种。
有机磷系阻燃剂包括聚酰胺酯、聚乙二酸丁酯、三聚磷酸酯等。
有机磷酸酯阻燃剂的阻燃效果好，但对聚氨酯材料的透明度和力学性能影响较大。
与有机磷酸酯相比，聚酰胺酯的阻燃效果较差，但可以在不影响聚氨酯材料的透明度和力学性能的情况下实现阻燃。
无机磷系阻燃剂包括氢氧化铝、氧化磷、红磷、氧化锆磷酸盐等。
这些无机磷系阻燃剂的阻燃效果好、热稳定性高，但缺点是制备过程中复杂，生产成本较高。
磷系阻燃剂在聚氨酯中起到的作用机理复杂。
一般来说，磷系阻燃剂作为两种化合物之间的催化剂，通过以下机理实现阻燃作用。
新型氮磷阻燃剂在水性聚氨酯中的应用研究
理论探讨第41卷第2期皮革与化工Vol.41No.22024年4月LEATHER AND CHEMICALSApr.2024收稿日期：2023-08-18基金项目：山东省中小企业提升项目（2022TSGC1354，2022TSGC2552）；山东省自然基金面上项目（ZR2023MB147）作者简介：扈乐成（1998-），男，硕士，在读研究生，主要研究方向为阻燃性聚氨酯的研究与应用。
E-mail ：******************通讯联系人：段宝荣（1977-），男，教授，E-mail ：*******************。
新型氮磷阻燃剂在水性聚氨酯中的应用研究扈乐成1，翁永根1，秦静2，冯练享3，张月1，曲家乐4，段宝荣1*（1.烟台大学化学化工学院皮革与蛋白质实验室，山东烟台264005；2.山东全杰皮革研究所有限公司，山东烟台264005；3.齐河力厚化工有限公司，山东德州253000；4.滨州医学院，山东烟台264005）摘要:水性聚氨酯材料因其具有优异的耐热性和力学性能，被广泛用于涂料、泡沫、塑料等领域，但其极易燃烧，限制了其应用，采用聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料，自制阻燃剂DOPO-MA-DIPA 为一次扩链剂，2，2－二羟甲基丙酸(DMPA)为二次扩链剂，通过预聚体法成功制备阻燃水性聚氨酯；用傅里叶红外光谱仪对阻燃剂和聚氨酯进行了表征，并对阻燃剂的剩炭率、膨胀高度进行了测试。
采用氧指数法、垂直燃烧法和水平燃烧法对聚氨酯阻燃性进行研究，结果发现，当阻燃剂的添加量达到聚氨酯有效成分的6%时，聚氨酯的极限氧指数从22.7%提升至27.7%，水平燃烧测试无熔滴产生，阻燃性显著提高。
关键词：氮磷阻燃剂；马来酸酐；水性聚氨酯中图分类号：TQ314.24+8文献标识码：A文章编号：1674-0939（2024）02-0016-06Study on the Application of Novel Nitrogen-Phosphorus Flame Retardantsin Waterborne PolyurethaneHU Lecheng 1,WENG Yonggen 1,QIN Jing 2,FENG Lianxiang 3,ZHANG Yue 1,QU Jiale 4,DUAN Baorong 1*（1.Research Center for Leather and Protein of College of Chemistry &Chemical Engineering,Yantai University,Yantai 264005,China;2.Shandong Quanjie Leather Research Institute Co.Ltd.，Yantai 264005,China;3.Qihe Lihou Chemical Co.，Dezhou 253000,China;4.Binzhou Medical College,Y antai 264005,China )Abstract:Waterborne po lyurethane materials are widely used in coatings and foam plastics due to their excellent thermal stability and mechanical performance.However,the extreme flammability limits their ing polytetramethylene ether glycol,polypropylene glycol and isophorone diisocyanate as primary reagents,a synthesized self-made flame retardant DOPO-MA-DIPA as the primary chain extender,and 2,2-dimethylolpropionic acid (DMPA)as the secondary chain extender,flame-retardant waterborne polyurethane was successfully prepared via the prepolymer technique.Characterization of the flame retardant and polyurethane was done using fourier transform infraredspectroscopy,testing of the flame retardant's residual carbon content and expansion in height was conducted,and the flame retardancy of the polyurethane was examined through oxygen index measurement,vertical burning test and horizontal burning test.It was found that when the addition of the flame retardant reached6%of the waterborne polyurethane's effective constituents,the limiting oxygen index increased from22.7%to27.7%,No melt drippings were seen in the horizontal burning test,indicating a remarkable enhancement in flame retardancy.Key words:nitrogen-phosphorus flame retardants;maleic anhydride;waterborne polyurethanes1引言水性聚氨酯是一种无毒、经济、机械性能优异的高分子材料[1-3]。
大分子磷系阻燃剂在聚酰胺66中的应用
大分子磷系阻燃剂是一种能够有效阻延燃烧物质燃烧速度的化合物。
它能够在高温下释放出混合气体，与燃烧物质进行反应，从而达到阻燃的效果。
在聚酰胺66中，大分子磷系阻燃剂的应用具有重要意义，本文将对其应用进行介绍和分析。
一、大分子磷系阻燃剂的特点1. 具有磷元素大分子磷系阻燃剂中含有丰富的磷元素，磷元素在高温下能够与聚酰胺66分子中的氨基、醚键等发生化学反应，形成氧化磷酸盐，阻断了燃烧链反应，从而达到阻燃的效果。
2. 高温稳定性大分子磷系阻燃剂在高温下能够稳定存在，不易分解，能够保持聚酰胺66的整体性能，降低了材料的燃烧性能。
3. 对材料性能影响小大分子磷系阻燃剂在添加到聚酰胺66中后，对材料的物理性能影响较小，不会明显影响材料的强度、韧性等。
二、大分子磷系阻燃剂在聚酰胺66中的应用大分子磷系阻燃剂可以广泛应用于聚酰胺66材料中，如玻纤增强聚酰胺66、玻纤/炭黑增强聚酰胺66材料等。
以下是其在聚酰胺66中的具体应用：1. 提高材料的阻燃性能大分子磷系阻燃剂能够显著提高聚酰胺66材料的阻燃性能，降低材料的燃烧速度和燃烧性能，提高材料的阻燃等级。
2. 保持材料的机械性能添加适量的大分子磷系阻燃剂后，聚酰胺66材料的机械性能基本可以得到保持，如强度、韧性等性能基本不受影响。
3. 降低烟气释放大分子磷系阻燃剂在燃烧过程中能够产生少量烟气，有效减少了燃烧后产生的有害气体，对环境具有一定的保护作用。
三、大分子磷系阻燃剂在聚酰胺66中的发展趋势随着环境保护意识的加强和相关法规的日益完善，大分子磷系阻燃剂在聚酰胺66中的应用将会得到进一步的推广和发展。
1. 绿色环保未来的大分子磷系阻燃剂将会朝着更环保的方向发展，研发出对人体和环境影响更小的阻燃剂，做到既能够有效阻燃，又能够保护环境和人体健康。
2. 综合性能优异未来的大分子磷系阻燃剂将会更加注重其与聚酰胺66材料的相容性和综合性能，力求在提高阻燃性能的对材料的其他性能影响小。
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究引言一、聚氨酯的燃烧性能及危害聚氨酯是一种由聚醚或聚酯与异氰酸酯反应制得的高分子材料，其具有优良的力学性能和耐磨性，被广泛应用于汽车、建筑、电子产品和家具等领域。
由于聚氨酯的分子中含有大量易燃基团，使得其在受热条件下易燃，释放有毒气体，并产生大量烟雾，对人体健康和环境造成严重危害。
二、磷系阻燃剂的特性及应用磷系阻燃剂是一类重要的无机阻燃剂，其具有高效的阻燃性能、低毒性和低烟性能的特点。
磷系阻燃剂可以通过在聚氨酯材料中引入磷元素来有效地减少材料的燃烧性能，提高材料的阻燃性能。
磷系阻燃剂的应用领域包括聚氨酯、聚酯、聚丙烯等合成材料的阻燃。
1. 磷系阻燃剂的引入磷系阻燃剂在聚氨酯中的作用机理主要包括气相阻燃和凝相阻燃两种方式。
气相阻燃是指磷系阻燃剂在聚氨酯燃烧过程中分解产生具有阻燃作用的气体，在燃烧过程中与燃烧反应物发生气相反应，抑制燃烧链反应，从而达到阻燃的效果；凝相阻燃则是指磷系阻燃剂在聚氨酯燃烧过程中形成保护层，阻止燃烧产物向外扩散，减缓燃烧速度。
磷系阻燃剂在聚氨酯中的性能受到多种因素的影响，包括磷系阻燃剂种类、添加量、分散性以及聚氨酯基体的性质等。
磷系阻燃剂的种类不同会影响其在聚氨酯中的阻燃效果，一般来说，氨基磷酸酯类的磷系阻燃剂具有较好的阻燃效果；磷系阻燃剂的添加量适宜时可以显著提高聚氨酯的阻燃性能，但添加量过多则可能对聚氨酯的力学性能产生不利影响。
四、磷系阻燃剂在聚氨酯中的研究进展目前，关于磷系阻燃剂在聚氨酯中的研究主要集中在磷系阻燃剂的种类选择、添加量控制、分散性改进、作用机理解析等方面。
研究者通过对不同种类、不同添加量的磷系阻燃剂在聚氨酯中的阻燃性能进行系统研究，探索其最佳的应用条件；通过改进磷系阻燃剂的分散性和稳定性，提高其在聚氨酯中的均匀分散度，使其能够更好地发挥阻燃作用。
五、展望磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用是一个值得深入研究的课题，一方面，通过磷系阻燃剂的引入，可以显著提高聚氨酯的阻燃性能，满足不同领域对材料阻燃性能的要求；磷系阻燃剂的应用还可以减少燃烧过程中有毒气体的释放，对人体健康和环境起到一定的保护作用。
氮磷协效阻燃剂对软质聚氨酯泡沫热解特性的影响
２１年， ３ ０ １ 第 ９卷 ， ４期 第
氮 磷 协 效 阻燃 剂 对 软 质 聚 氨 酯 泡 沫 热 解 特 性 的 影 响
高亚萍 王 晓
０５０ ６ ００） （ 国人 民武装 警 察 部 队 学 院 ， 坊 中 廊
摘要
பைடு நூலகம்
选 用 两组 不 同的 氮磷 协 效 阻燃 剂 配 制 不 同磷 氮 比例 的 阻燃 剂 溶 液 ， 浸 渍 阻燃 的 方 法 制 备 了 阻 燃 软 质 用
对 值 即 为 失 重 速 率 。 由 图 １可 以看 出 ， 通 软 质 普
（ Ｈ Ｈ Ｐ 、 酸铵 ［ Ｎ ：Ｏ ］ 化 学纯 ， Ｎ Ｏ ）硫 （ Ｈ ）Ｓ ： 市售 。
１ ２ 主 要 设 备 、 器 ． 仪
Ｐ Ｒ泡沫 的热解 过程 由两个 失重 阶 段组 成 ， 应 的 Ｕ 对
Ｐ ０ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｐ ２ Ｕ Ｕ ｌ Ｕ ２ Ｕ３ Ｕ ４ Ｕ５ Ｕ ６
１４ ．
性 能 测 试
剂 阻燃前后 软质 Ｐ Ｒ泡 沫热解特 性 的变 化 ， 究 阻 Ｕ 研
燃 剂种类及 磷氮 比例对 Ｐ Ｒ阻燃 效 果 的影 响 ， 出 Ｕ 找 较 优阻燃 剂及其最 适 磷 氮 比例 ， 为磷 氮协 效 阻燃 剂
质 Ｐ Ｒ泡 沫塑料 进 行 阻燃 非 常 必要 。在 软质 Ｐ Ｒ Ｕ Ｕ 泡沫 的阻燃工艺 中 ， 燃剂 的种 类 和磷 氮 比例 是 影 阻
．
磷 氮 比
表 １ 阻燃 剂 磷 氮 比例 及 试 样 编 号 空 白样
１ ０ ｌ ０ ５ ｌ ｌ １ １ ５ ｌ２ １ ２ ５ ： ：． ： ：． ： ： ．
（） １ 阻燃剂 的配 制
含磷阻燃剂阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究
ｒ ｅ ｄ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｕ ｓ ， ｍ ｍｏ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ｐ ｏ ｌ ｙ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ａ ｔ ｅ （ ＡＰ Ｐ ） ， ｅ ｎ ｃ ａ ｐ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ＡＰ Ｐ， ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｕ ｓ － ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｌ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ Ｐ ＮＰ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｌ ａ ｍｉ ｎ ｅ ｐ ｙ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ａ ｔ ｅ （ ＭＰ ） ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ， ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ
胺 焦磷 酸 盐等 ６ 种 阻燃剂对硬 质聚氨 酯泡沫塑料 阻燃及 力 学性 能的影响。结果表 明， 随 着阻燃 剂添加量的增加 ， 阻
燃硬 质聚氨 酯泡沫塑料 的极 限氧指数 （ Ｌ ＯＩ ） 总体上呈升 高趋势 ， 拉 伸强度呈 先上升后 下降趋 势 ， 而冲击强度 呈逐 渐
下降趋 势。包覆 红磷 和 包覆聚磷酸铵 阻燃材料 的阻燃性能和力学性能均 明显好 于普通红磷和 聚磷 酸铵 阻燃 剂 ， Ｐ Ｎ Ｐ 阻燃材料 具有最佳 的阻燃性 能和 力学性 能， 当Ｐ Ｎ Ｐ添加 量为 ２ ５ ％时， 阻燃 材料的 Ｌ Ｏ Ｉ 为２ ９ ． ５ ％， 拉伸强度和 冲击强
、
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（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｆ ｕ ｘ ｉ ｎ １ ２ ３ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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磷系阻燃剂在聚氨酯中应用探究
一、磷系阻燃剂的作用原理
1.1 磷系阻燃剂的分类
磷系阻燃剂是一类常用的高效阻燃剂，根据其化学结构和作用原理，可分为氮磷型、
磷氧型、磷硫型等不同类型。
磷氧型阻燃剂是目前应用最广泛的一种类型，其主要成分是
含氧的磷酸酯化合物，具有良好的热稳定性和阻燃性能。
1.2 磷系阻燃剂的作用机理
磷系阻燃剂在高温下能够分解生成氧化磷化合物，这些氧化磷化合物能够与燃烧过程
中的自由基和活性物种发生氧化反应，阻止燃烧链反应的进行，从而起到阻燃的作用。
磷
氧化物还能够在材料表面形成保护层，隔绝空气和燃烧物接触，延缓燃烧速率，提高材料
的耐热性能。
1.3 磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用
由于聚氨酯是一种易燃材料，磷系阻燃剂被广泛应用在其生产中。
磷系阻燃剂可以与
聚氨酯的分子链发生化学反应，形成氮磷键或氧磷键，使阻燃剂与聚氨酯牢固结合在一起，从而提高聚氨酯材料的热稳定性和阻燃性能。
2.1 磷系阻燃剂种类选择
在实际生产中，应根据聚氨酯材料的具体要求选择合适的磷系阻燃剂种类。
一般来说，磷氧型阻燃剂具有较好的阻燃效果和热稳定性，适合用于提高聚氨酯的阻燃性能。
还可以
根据材料的成本、加工工艺等因素综合考虑，选择性能和经济性都较好的磷系阻燃剂。
2.2 磷系阻燃剂添加量控制
磷系阻燃剂的添加量直接影响着聚氨酯材料的阻燃性能。
添加量过多会影响聚氨酯材
料的力学性能和加工工艺，添加量过少则无法达到良好的阻燃效果。
应通过实验确定最佳
的磷系阻燃剂添加量，以在保证阻燃效果的同时尽量减小对材料性能的影响。
2.3 磷系阻燃剂与聚氨酯相容性研究
磷系阻燃剂的相容性直接影响着其在聚氨酯中的分散性和作用效果。
研究表明，通过
表面改性等手段可以提高磷系阻燃剂与聚氨酯的相容性，从而提高其在聚氨酯中的分散性
和稳定性，进而提高阻燃效果。
2.4 磷系阻燃剂与其他助剂配合应用
在聚氨酯的生产中，通常还需要添加各种助剂来调节材料的性能。
研究表明，磷系阻燃剂与氧化剂、稳定剂、填料等其他助剂配合应用，可以发挥协同效应，进一步提高聚氨酯材料的阻燃性能。
2.5 磷系阻燃剂应用效果评价
评价磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用效果是提高材料阻燃性能的关键。
通过对磷系阻燃剂添加后聚氨酯材料的热稳定性、燃烧性能、力学性能等方面进行综合评价，可以科学合理地评估其阻燃效果，为进一步优化阻燃体系提供参考。
结论
磷系阻燃剂在聚氨酯中的应用具有广阔的发展前景。
通过对磷系阻燃剂的作用原理和在聚氨酯中的应用研究，可以为提高聚氨酯材料的阻燃性能提供科学依据。
未来，可以进一步深入研究不同类型磷系阻燃剂的作用机理、相容性、协同效应等方面，以进一步提高聚氨酯材料的阻燃性能，满足社会对材料性能的不断提高的需求。