阻燃剂的应用与研究进展

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膨胀型阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用前景

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害［。随着二聪英（ｉｘｎ问题的产生，们积极１］ｄｏｉ）人
收稿日期：０９２７２０ —１～０作者简介：全杰（９０）男，南武陟人，授，士生导师。王１５一，河教博基金项目：国家科技攻关项目（ｏ４Ａ３Ｏ）２ｏＢ２Ｂ
（．ｐｒｍｅｔｏｅｉａｇｎｅｉｇ，ｎａｉｅｓｔ，ｎａ６０５，ｉａ１ＤｅａｔｎｆＣｈｍｃｌＥｎｉｅｒｎＹａｔｉＵｎｖｒｉｙＹａｔｉ４０Ｃｈｎ；２
２ＳａｅＲｅｅｒｈａｄＰｏｏｉｎＣｎｅｆＬｅｔｅ－ｋｎｃｎｌｇ，ｎａ６０３，ｉａ．ｔｔｓａｃｎｒｍｔｅｔｒｏａｈｒｍａｉｇＴｅｈｏｏｙＹａｔｉ４０Ｃｈｎ）ｏ２
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有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展

有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展有机磷酸酯阻燃剂污染现状与研究进展一、引言随着现代科技的迅猛发展和工业生产的不断增加，阻燃剂的需求量也在持续增加。

有机磷酸酯阻燃剂作为一类高效、常用的阻燃剂，应用范围广泛，但同时也带来了环境污染的问题。

本文旨在探究有机磷酸酯阻燃剂的污染现状与研究进展，以期为相关领域的研究和治理提供参考。

二、有机磷酸酯阻燃剂的应用与污染源有机磷酸酯阻燃剂具有良好的阻燃性能，广泛应用于建筑材料、电子电器、家具、汽车等领域，为提高物品的阻燃性能起到了重要作用。

然而，有机磷酸酯阻燃剂的广泛应用也导致了环境中的污染。

有机磷酸酯阻燃剂的污染主要源自两个方面：一是其生产与使用过程中的排放，二是产品在使用和废弃后的释放与迁移。

1. 生产与使用过程中的排放有机磷酸酯阻燃剂的生产过程中可能会产生一些有毒、难降解的副产物，如六溴环十二烷（HBCD）和氯代酚等。

这些副产物在生产过程中会通过废水和废气排放至环境中，造成水土污染和大气污染。

除了生产过程中的排放，有机磷酸酯阻燃剂在使用过程中也存在挥发和渗透的问题。

例如，在电子电器领域，电路板中使用的阻燃剂可能会逐渐释放出有机磷酸酯阻燃剂到环境中，导致环境中的污染。

2. 产品使用和废弃后的释放与迁移有机磷酸酯阻燃剂在产品使用过程中，由于温度变化、摩擦磨损等原因，会逐渐释放出来，并在环境中迁移。

例如，室内装修中使用的含有有机磷酸酯阻燃剂的涂料、地板等，会在使用过程中逐渐释放出来，进而污染室内空气和土壤。

产品废弃后的有机磷酸酯阻燃剂也可能对环境造成污染。

许多含有有机磷酸酯阻燃剂的废弃物通常被认为是危险废物，如果不经过安全处理，就可能对环境造成严重污染。

三、有机磷酸酯阻燃剂的环境效应与风险有机磷酸酯阻燃剂在环境中的存在和迁移可能对生态环境和人类健康产生潜在的风险。

1. 生态风险有机磷酸酯阻燃剂可能对水体生态系统产生困扰。

一些研究发现，有机磷酸酯阻燃剂会对水生生物产生毒性影响，如抑制生物生长、导致畸形发育等。

阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用

收稿１５１期：２０１２ — １２ — ２８
我国阻燃科学的研究起步比较晚，从６０年代的后期才开始发展，直到８０年代，才得到快速发展。
第３０卷第１期
２０１３年２月
皮革与化工
ＬＥＡＴＨＥＲＡＮＤＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
Ｖｏ１．３０Ｎ０．１Ｆｅｂ．２０１３
阻燃剂的研究进展及其在皮革中的应用
曲家乐，王全杰１Ｉ２，张慧洁
（１．陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安７１００２１；２．烟台大学化学化工学院，山东烟台２６４００５；３．天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津ｒｏｇｒｅｓｓｏｎＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔＡｇｅｎｔ
ａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＬｅａｔｈｅｒ
ＱＵＪｉａ－ｌｅ，ＷＡＮＧＱｕａｎ－ｊｉｅ，ＺＨＡＮＧＨｕｉ－ｊｉｅ
ＴｉｎｊａｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＳｏｃｉｅｃｅｎｎｄａＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＴｉｎｊａｉｎ３００４５７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｆａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔａｇｅｎｔｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｓｏｒｔｓ，ｃｈｒａａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｌｆａｍｅ－ｒｅｔａｒｄｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｈｅＴａｇｅｎｔｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｒｅｔａｎｎｉｎｇ，ｆａｔｌｉｑｕｏｒｉｎｇａｎｄｉｆｎｉｓｈｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｓｏｍｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｌｆａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔａｇｅｎｔｓｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗｒｄａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉ【ｇｈｓｕｒｐｌｕｓｃａｒｂｏｎｒａｔｅ；ｎｏ－ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ；ｎｏ－ｈｌｏａｇｅｎ；ｌｅａｈｅｔｒ

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。

聚醚型tpu阻燃剂

聚醚型tpu阻燃剂聚醚型TPU是一种性能优异的热塑性弹性体，广泛应用于制鞋、电线电缆、体育用品、汽车配件等领域。

然而，由于聚醚型TPU具有易燃性，因此，提高其阻燃性能成为研究和应用的关键问题。

本文主要介绍聚醚型TPU阻燃剂的应用及其研究进展。

一、聚醚型TPU阻燃剂的种类聚醚型TPU阻燃剂主要分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。

无机阻燃剂主要包括红磷、磷酸酯、氢氧化铝等；有机阻燃剂主要包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等。

其中，卤系阻燃剂具有较好的阻燃效果，但挥发分高、有毒性；磷系阻燃剂具有较好的抑烟效果，但热稳定性较差；氮系阻燃剂具有优良的耐热性和低毒性，但阻燃效果较差。

因此，研究新型聚醚型TPU阻燃剂具有重要的实际意义和应用价值。

二、聚醚型TPU阻燃剂的应用1. 制鞋行业：聚醚型TPU在制鞋行业中广泛应用，由于其优异的耐磨性、耐油性、低温性能等，已成为制鞋行业的主要材料之一。

然而，聚醚型TPU的易燃性给制鞋行业带来了安全隐患。

因此，在制鞋行业中，聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高鞋材的阻燃性能，降低火灾风险。

2. 电线电缆行业：聚醚型TPU在电线电缆行业中广泛应用于绝缘材料、护套材料等。

然而，聚醚型TPU的易燃性给电线电缆行业带来了安全隐患。

因此，在电线电缆行业中，聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高电缆材料的阻燃性能，降低火灾风险。

3. 体育用品行业：聚醚型TPU在体育用品行业中广泛应用于运动鞋、运动器材等。

然而，聚醚型TPU的易燃性给体育用品行业带来了安全隐患。

因此，在体育用品行业中，聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高体育用品的阻燃性能，降低火灾风险。

4. 汽车配件行业：聚醚型TPU在汽车配件行业中广泛应用于密封条、减震件等。

然而，聚醚型TPU的易燃性给汽车配件行业带来了安全隐患。

因此，在汽车配件行业中，聚醚型TPU阻燃剂的添加可以有效提高汽车配件的阻燃性能，降低火灾风险。

三、聚醚型TPU阻燃剂的研究进展1. 无机阻燃剂：无机阻燃剂具有优良的耐热性、低毒性等特点，但在聚醚型TPU中的分散性较差，影响其阻燃效果。

阻燃剂研究与应用进展及问题思考

阻燃剂研究与应用进展及问题思考一、本文概述阻燃剂作为一种重要的化学助剂，广泛应用于各类材料中以提高它们的阻燃性能，对于保障人们的生命财产安全具有极其重要的意义。

随着科技的发展和环保要求的提高，阻燃剂的研究与应用面临着越来越多的挑战和机遇。

本文旨在对阻燃剂的研究与应用进展进行系统的综述，分析当前阻燃剂发展中存在的问题，并提出相应的思考和建议。

文章首先回顾了阻燃剂的发展历程，然后重点介绍了阻燃剂的分类、阻燃机理、研究方法及其在各个领域的应用情况。

在此基础上，文章进一步探讨了阻燃剂在应用过程中存在的问题，如环境污染、阻燃性能与材料性能的平衡、阻燃剂的耐久性等，以期为未来阻燃剂的研究与应用提供有益的参考和启示。

二、阻燃剂的研究进展阻燃剂的研究在近年来取得了显著的进展，这主要得益于新材料技术的发展和对火灾安全问题的持续关注。

阻燃剂的研究领域广泛，涵盖了无机阻燃剂、有机阻燃剂以及纳米阻燃剂等多个方面。

无机阻燃剂以其良好的热稳定性和无毒无害的特性受到广泛关注。

其中，金属氧化物、氢氧化物等无机阻燃剂在聚合物材料中的应用已经得到了深入研究。

它们通过吸收热量、释放水蒸气等方式，起到阻燃作用。

无机阻燃剂与其他阻燃剂的复合使用，进一步提高了阻燃效果和材料的综合性能。

有机阻燃剂方面，磷系阻燃剂和卤系阻燃剂是研究热点。

磷系阻燃剂主要通过在燃烧过程中形成磷酸或偏磷酸等玻璃状物质，覆盖在材料表面，隔绝氧气和热量，从而达到阻燃效果。

卤系阻燃剂则通过在高温下释放卤化氢等自由基抑制剂，中断燃烧链反应。

然而，卤系阻燃剂在使用中可能会产生有毒气体，因此在环保要求日益严格的今天，其应用受到了一定限制。

纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新兴研究方向。

纳米材料具有独特的物理化学性质，如大比表面积、高活性等，使得纳米阻燃剂在阻燃性能方面表现出优异的效果。

例如，纳米金属氧化物、纳米碳材料等，在聚合物中添加少量即可显著提高阻燃性能。

然而，纳米阻燃剂的制备成本高、分散性差等问题，限制了其在实际应用中的推广。

POSS在聚合物中的阻燃应用研究进展

POSS 在聚合物中的阻燃应用研究进展随着生活水平的提高以及人们对安全性的关注，阻燃材料逐渐成为了人们越来越关注的领域之一。

聚合物作为重要的工程塑料，具有重量轻、高机械强度、高耐化学性等优点，在各种领域都有广泛应用，然而聚合物材料也存在着易燃、难熄、释放有害物质等问题，因此研究阻燃聚合物材料具有重要的意义。

本文将介绍阻燃聚合物材料中的主要阻燃剂-聚磷氧化物(POSS)的研究进展。

一、阻燃聚磷氧化物POSS 的研究背景及意义阻燃材料的应用范围非常广泛，它们在电子、建筑、汽车、飞机等领域都有重要的应用。

可以说，随着人们对生产安全和环境保护要求的提高，阻燃材料所迎来的发展机遇将越来越大。

而阻燃聚合物材料的研究则是其中的一个重要组成部分。

随着科技的不断进步和研究人员的不断探索，阻燃聚合物材料已经取得了明显的突破。

其中，聚磷氧化物(POSS)是一种新型的阻燃剂，具有良好的阻燃性能。

与传统的无机阻燃剂相比，POSS 具有良好的热稳定性、可加工性、机械性能等优点。

因此，研究POSS 在阻燃聚合物材料中的应用具有重要的意义。

二、阻燃POSS 的研究进展1.POSS 基阻燃体系的研究POSS 是一种新型的有机-无机杂化材料，具有良好的可加工性、机械性能、热稳定性和耐化学性等优点。

POSS 可以与无机阻燃剂相结合，形成有机-无机杂化阻燃剂，在聚合物中发挥协同作用，提高聚合物的阻燃性能，同时还能改善聚合物的力学性能。

许多研究表明，将POSS 与无机阻燃剂相结合，制备具有良好阻燃性能的POSS 基阻燃体系，这些体系具有良好的热稳定性、机械性能和阻燃性能，可以满足工业生产的需求。

例如，研究人员通过将氨基硅烷处理后的氧化聚丙烯(PP)与POSS 相结合，制备出具有良好阻燃性能的POSS 基阻燃体系，最终实现了PP 材料的高效阻燃。

2.POSS 作为阻燃剂的研究将POSS 作为阻燃剂，直接加入聚合物中，也是一种值得探索的方式。

混凝土中添加阻燃剂的应用效果

混凝土中添加阻燃剂的应用效果一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等基础设施工程中的建筑材料，具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。

但在火灾事故中，混凝土容易受到高温的影响，导致其失去强度，从而失去承重能力，增加了火灾事故的危险性。

因此，为了提高混凝土在火灾事故中的防火性能，阻燃剂被引入混凝土中，以增加混凝土的防火性能。

二、阻燃剂的种类1. 碳酸盐类阻燃剂碳酸盐类阻燃剂是一种常用的阻燃剂，能够增加混凝土的阻燃性能。

它的主要成分是氢氧化镁、氢氧化铝等，能够在高温下分解，释放出二氧化碳、水蒸气等气体，形成一层保护层，从而减缓火焰的蔓延速度。

2. 磷酸盐类阻燃剂磷酸盐类阻燃剂是另一种常用的阻燃剂，能够与混凝土中的钙离子反应，形成磷酸盐等化合物，从而减缓火焰的蔓延速度。

3. 氨基甲酸盐类阻燃剂氨基甲酸盐类阻燃剂是一种新型的阻燃剂，它的主要成分是氨基甲酸盐和硅酸盐等，能够在高温下分解，释放出氮气等气体，形成一层保护层，从而减缓火焰的蔓延速度。

三、阻燃剂的添加方式阻燃剂的添加方式包括混合添加和表面涂装两种方式。

1. 混合添加混合添加是指将阻燃剂与混凝土原料一起进行混合，使阻燃剂均匀分布在混凝土中。

这种添加方式比较适用于生产大量混凝土制品的场合。

混合添加时应注意阻燃剂的粒度和添加量，以免影响混凝土的强度和施工性能。

2. 表面涂装表面涂装是指将阻燃剂涂在混凝土表面，形成一层保护层。

这种添加方式适用于对混凝土进行局部防火处理的场合。

表面涂装时应注意涂装层的厚度和涂装方式，以免影响混凝土的外观和使用寿命。

四、阻燃剂的应用效果1. 提高混凝土的防火性能添加阻燃剂能够提高混凝土的防火性能，减缓火焰的蔓延速度，降低火灾事故的发生概率。

阻燃剂的添加量和种类对混凝土的防火性能影响较大，应根据具体情况进行选择和控制。

2. 提高混凝土的耐久性阻燃剂的添加能够改善混凝土的耐久性，减少混凝土的龟裂、脱落等现象，延长混凝土的使用寿命。

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阻燃剂的应用与研究进展白景瑞(　北京理工大学化工与材料学院　北京　100081　)滕　进(　航天材料及工艺研究所　北京　100076　)文　摘　阐述了阻燃材料与阻燃剂得以推广应用并迅速发展的主要原因;分析了应用于阻燃材料中的卤系、有机磷系、磷—氮系(又称膨胀型)或有机硅系等不同类型阻燃剂的阻燃特性及其适用范围;重点探讨了膨胀型阻燃剂的阻燃机理和阻燃特性,并介绍了相关产品的发展动向。

为克服卤系阻燃剂的不足和提高环保效果,无卤、高效、低烟、低毒新型阻燃剂合成及其阻燃技术的研究是当今高分子阻燃材料的发展方向,特别是膨胀型阻燃剂和有机硅系阻燃剂的开发与应用将成为21世纪阻燃剂最活跃的研究领域之一。

关键词　阻燃材料,阻燃剂,膨胀型,阻燃机理Usage and Development of Flame RetardantBai Jingrui(　Beijing Institute of T echnology　Beijing　100081　)T eng Jin(　Aerospace Research Institute of Materials and Processing T echnology　Beijing　100076　)Abstract　Main reas ons why flame retardant materials and flame retardants are widely used and rapidly developed are reviewed.The flame retarding characteristics and applicable area are analyzed for the flame retardant materials,such as halogen systems,organic phosphorus systems,phosphorus2nitrogen systems(intumescent flame retardants)and organic silicate systems.Particular attention is focused on retarding mechanism and retarding characteristics of the intumescent flame retardants and their development.T o overcome drawbacks of the halogen flame retardant systems and im prove their environment effects,s ome new non2halogen,low sm oke,low toxic,and high efficient flame retardants and flame retarding technique are being developed,and it is considered that the research and development of intumescent flame retardants and organic silicate retardant systems will be one of the hottest research field in the21st century.K ey w ords　Flame retardant materials,Flame retardants,Intumescent,Flame retarding mechanism1　引言20世纪50年代后,随着高分子材料工业的发展,三大合成材料愈来愈广泛地应用于生产和生活的各个邻域。

与此同时,由于这些有机聚合物的可燃性而引起的火灾也给人们酿成了惨重的人员伤亡和造成了巨大的经济损失,所以自60年代起,一些工业发达国家即开始生产和应用阻燃塑料、阻燃橡胶和阻燃纺织品。

随着电器、电子、机械、汽车、船舶、航空、航天和化工的发展,对产品材质的阻燃要求也愈来愈高,使阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及收稿日期:2000-09-14;修回日期:2000-12-06白景瑞,1942年出生,副教授,主要从事功能材料及其中间体的制备工艺研究工作推广应用得以迅速发展,其品种日趋增多、产量急剧上升[1]。

目前就产量和用量来看,阻燃剂已成为仅次于增塑剂的塑料助剂,而就产量的年增长率而言,阻燃剂也位居各种塑料助剂的前列。

由于阻燃材料应用领域的拓展和人类生存环境的需求,具有多重阻燃效用(气相、凝聚相阻燃)、低烟、低毒的新型阻燃剂合成和阻燃技术的研究已成为当今高分子阻燃材料关注的两大课题。

2　阻燃剂的主要品种和卤系阻燃剂的特点目前实际应用的阻燃剂品种有很多,可分为卤系、有机磷系、磷—氮系(无卤膨胀型阻燃剂)、有机硅系及无机系等。

卤系(尤其是溴系)阻燃剂在70～80年代中期,曾经历了一个快速发展的黄金时代,由于C —Br 键的键能较低,大部分溴系阻燃剂在200℃～300℃下会分解,此温度范围正好也是常用聚合物的分解温度范围,所以在高聚物分解时,溴系阻燃剂也开始进行分解,发挥一定的阻燃作用(这也是溴系阻燃剂的效率比相应的卤系阻燃剂高的主要原因之一),这类阻燃剂还能与其它一些化合物(如三氧化二锑)复配使用,通过协同效应使阻燃效果明显得到提高,所以溴系阻燃剂的适用范围非常广泛,可以大量应用于阻燃多种塑料、橡胶、纤维及涂料等,是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一[1,2],溴系阻燃剂的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A 、四溴二季戊四醇、溴代聚苯已烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。

例如,著名的溴系阻燃剂十溴二苯醚、虽然具有极优异的热稳定性与极高的溴含量和纯度,且制造工艺简便、价格较低。

但却因为燃烧时会释放有毒物质,其使用受到了一定限制。

不过由于溴系阻燃剂在阻燃领域内举足轻重的地位,所以新型溴系阻燃剂的开发和应用从来都没有停止过,但为寻找溴系阻燃剂的代用品,特别是对非卤代阻燃体系的研究方向将会具有更诱人的前景[3,4]。

3　有机磷系阻燃剂有机磷系阻燃剂是与卤系阻燃剂并重的有机阻燃剂,它品种多、用途广,约70年代初,有机磷阻燃剂在美国阻燃剂市场上就已占到总销量的50%以上,应用最多的品种应属磷酸酯和膦酸酯类[5](含它们的含卤衍生物),例如结构式为OP (OCH 2CHClCH 2Cl )3的T DCPP ,它的阻燃效率高,挥发性低,耐油和耐水解性好,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、聚苯乙烯和合成橡胶等。

随着聚氨酯、聚烯烃以及各种工程塑料阻燃要求的提出,相继又出现了一系列性能良好的新型无卤有机磷阻燃剂,例如,美国G reat Lake 公司生产的C N —1197,系季戊四醇基磷酸酯阻燃剂,可用于环氧和不饱和聚酯树脂等复合材料的阻燃,其合成路线如下: 以C N —1197为中间体还可衍生出一系列新阻燃剂。

据美国AK zo 公司报道,采用C N —1197与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯,将其与聚磷酸铵复配可用于聚丙烯的阻燃。

无卤芳香基磷酸酯的发展方向是提高磷含量和热稳定性。

分子中具有两个或两个以上的磷原子的无卤芳香基磷酸酯具有良好的热稳定性和较好的阻燃性。

在聚苯醚、聚碳酸酯和聚苯乙烯及其合金中有良好的加工性能和一定的阻燃性。

磷酸酯对软PVC 的阻燃效能与酯中的芳基含量有关,芳基含量愈高,阻燃效能愈好,但酯中的烷基可赋与材料以较好的增塑性和低温性能。

软PVC 的氧指数通常与其中磷酸酯的含量成线性关系。

膦酸酯具有类似磷酸酯的性质,它们的热稳定性很高,只有在很高温度下,C —C 键才能断裂。

4　磷—氮系阻燃剂及其阻燃机理探讨磷—氮系阻燃剂不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,故具有良好的阻燃性能。

人们又称这类阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

研究膨胀型阻燃剂符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势,给膨胀型阻燃剂的发展提供了良好的机遇,同时也被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。

为提高这类阻燃剂的阻燃功效,其阻燃的物理和化学过程的详细机理更有待进一步研究。

如今美、意等国的一些膨胀型阻燃剂已商品化,用于高分子材料的膨胀型阻燃剂将成为21世纪阻燃剂最为活跃的研究领域之一。

膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成[5,6]:酸源(脱水剂),碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源)。

膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用,此碳层主要按以下几步形成:(1)在较低温度(150℃左右,视酸源和其它组分性质而定)下,由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸;(2)在稍高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇(碳源)进行酯化反应,而体系中的胺则作为酯化反应的催化剂,使酯化反应加速进行;(3)体系在酯化反应前或酯化过程中熔化;(4)反应过程中产生的水蒸气和由气源产生的不燃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,且体系进一步膨胀发泡;(5)反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫碳层。

整个过程如图1所示:图1　多孔碳层形成过程示意图Fig.1　Schematic drawing of porous carbonization zone forming process 另外,组成膨胀型阻燃剂的磷—氮—碳体系遇热可能产生NO 及NH 3,而极少量的NO 及NH 3也能使燃烧赖以进行的自由基化合物导致链反应终止。

同时自由基也可能碰撞在组成泡沫体的微粒上,而互相化合成稳定的分子,致使链反应中断,所以膨胀型阻燃剂也可能在气相发挥阻燃作用。

美国G reat Lake 公司开发的一种含氮—磷的添加型膨胀型阻燃剂C N —329,结构式为:是由季戊四醇、三氯氧磷和三聚氰胺为原料,经合成制得。

C N —329适用于PP (聚丙烯),在PP 加工温度下稳定性好,不迁移,所得阻燃PP 密度低,且有良好的电气性能。

Ex olit IFR 是美国H oechst Celanese 公司销售的膨胀型阻燃剂,以磷、氮为活性组分,不含卤素和氧化锑,燃烧时主要在凝聚相起作用,能生成焦碳层,保护下层基质不继续燃烧和不产生熔滴。

此类阻燃剂可抑制生烟量,且不产生有毒或腐蚀性气体,同时,还具有优异的热稳定性和加工使用性能,也不易起霜。