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聚磷酸铵阻燃剂技术进展及应用

时间:2015-4-9 8:31:32   来源:中国消防器材网   添加人:admin

  助剂聚酸按阻燃剂技术进展及应用崔健山西省化工研充所,太原,旧0021据报道1],巧85年英国家庭火灾共发生62 000起,500人死于毒烟,而美国近几年葬身于火灾的人数中80死于毒烟,由此可见毒烟危害的严重性。现在人们在选择材料时,除了考虑其阻燃性能及阻燃效率外,更加注重减毒、抑烟。聚酸锭简称APP阻燃剂无毒,无味,不产生腐蚀气体,吸湿性小,热稳定性高,是种性能优良的非面阻燃剂。

  APP是1965年美国孟山都公司开发的种阻燃剂,日本、前西德、前苏联等国于70年代初开始大批量生产口口。由于其性能优良,目前应用较为普遍。德国Hoehstelan粉e公司生产的APP422及APP46玄在欧洲成为聚氨醋硬泡及聚醋多元醇常用的阻燃剂。日本住友化学及日产化学两大株式会社大量生产APP,主要用于涂料及壁纸等。我国对APP的研巧80年代才开始起步,阻燃剂的总体消费量直处于低水平,仅占世界消费量的1.国内厂家有金华合成化工厂、抚顺有机化工厂、山东娶庄电石厂。四什部西化工厂。上海巧光材料厂抖及浙江化工研究院等,生产规模仅在301/3左右,主要用于涂料。与国外水平相比无论是质量还是产量都相距甚远。我国今后应加快研究步伐,开发出高质量的APP,使其在阻燃剂领域得到充分应用。

  1聚裤酸锭的性能及阻燃机理13状。分水溶性和水难溶性两种,其中聚合度《为性的长链A化密度为1.74g/3,分解温度般大于250°仁。其含量大,含氮量高,热稳定性好,吸湿小,分散性好,毒性低,抑烟。

  的阻燃机理是受热脱水后生成聚酸强脱水剂,促使有机物表面脱水生成碳化物,加之生成的非挥发性费的氧化物及聚酸对基材表面进行覆盖,隔绝空气从而达到阻燃的目的。APP在225t左右热分解生成费高于300°徊酵阉纬聚酸或聚偏费酸。

  口,由于同时含有氮元素受热分解释放出、心等气体,这些气体不易燃烧,阻断了氧的供应,实现了阻燃效和协同效应的目的,同时氮的增效和协同作用使该阻燃剂不仅具有良好的阻燃性腊而且还具有发烟量少、不产生有毒气体及具有自媳性等特点。

  2聚裤酸缓的制备方法的制备方法主要有抖下几辑3:in~lO2国内些厂家用该法进行生产,称沸腾床法。

  工艺流程如图1所示。

  11娜溶性,称短键吃温的难%慎趟愚。囔。酌遽愚钻领赜鹏就,巧亲巧随空巧5二抖撕%~85浓度的酸作原料,水的存在会影响聚合度的提高。

  Q聚酸氨化法酸二氨胺与氨化缩合剂尿素缩合法,160200t:P20广NH3―H20高温气相反应法正酸锭与氨气高温中和法在APP存在下酸与氨化缩合剂聚合法曲讯3口4和口2化缩合法4该方法是日本窒素公司开发的新工艺,由此法制得的APP粒径小,撕ㄇ上粒径不小于lW,抗流失性好。

  聚癖酸锭的作用APP作为阻燃辄其热稳定性晶密度小,分散性好,接近中性,能与其他任何物质复配。与有机阻燃剂相比,具有价格低廉、毒性小的优点常常单独使用或与其他阻燃剂复配作为添加型阻燃剂,广泛应用于造纸工业、船舶及电线电缆等防火处理的膨胀型防火涂料、纤维、木材抖及聚氨醋、橡塑制品等的阻燃。表l列举了APP的部分应用情况。

  经APP处理的纤维织物具有良好的阻燃性,织物无气味,手感好,外观基本不变,且极少降低织物强度,其性能优于传统配方阻燃处理的纤维织如n02、无机填料沸石及其他氮膨胀型阻燃剂均具有良好的协同效应。

  应用。用量/领域质量份其他成分阻燃效果阻燃纸张塑料制品电线电缆橡胶制品王聚氛胺尿素树脂20份,施2柬650份,水30份,季戊四醇10你木材碎片1份,双季戊四醇12份氨氧化错8份,55甲酸兰聚氯胺尿素共聚物水975份聚100份,含70氯的氯化聚搞10份氯氧化铅30份,酷酸树脂3份,二亚硝基戊基四胺3份氯了橡胶氯胺48伤0份,兰聚双季戊四漏合10in涂于胶合板上120心烘干10ill,得阻燃袁泊热压制得板材按us―Al标准额リ讯燃烧时间8加热巧心揽拌1小化得半遽明溶麻将纸浸溃80心干燥得自媳纸混炼、挤出试样,燃烧时间无滴落用于电缆塑料包皮上,处理后不着火燃氧本窒素公司1997年销售及开发的基于义,的新型非面阻燃剂,具有高耐水性,可加入到各种类型的树脂中。当树脂暴露于火中时,在其表面发泡形成种碳化层,因此产生了隔热防火效果,产品主要用在电子。建筑及汽车材料上。

  德国某公司生产的51由化615心陪3口口系列膨胀阻燃前],不含因素,与火焰接触时几乎不产生毒烟及腐蚀气体无烙滴现象在240°巧日工温度下热稳定,用于聚艺、聚丙、热塑性聚氨醋弹性体和£¥,脎性均达面4¥0级。

  借助于混入0.5~20.0的涂过插油的细插粉,将APP进行改良用作塑料特别是聚炫、聚苯的阻燃剂,其流动性和相容性均得到改进。例如300居喷过甲基插氧婉的二氧化插在1撕°干燥1小时得到细粉粒1的该粉粒与£1山苗22混合制得改良的APP,与NoblenBJHH共混具有良好的流动性和相容化制品UL94阻燃级为Y―0固体APP可作为干粉灭火剂用于森林。油田等大面积灭火。另外,低聚合度的APP还大量用作高浓度的二元复合肥料。饲料、液体洗涂剂和离子交换剂等。

  微胶囊化的聚癖酸锭合性差的问题,使得其在聚合物制品中因渗出而流失降低了它的阻燃化再者,口,在250°热分解产生小分子难满足热塑性、热固性塑料在较高温度下加工的要求。因此,采用微胶囊技术对APP进行包覆处理,可赋予其更高的热稳定性和耐水性,进步扩大其应用范围。国内尚未见到有研串喊功的报邀国外有微胶囊化的APP商品。表2是国外几个公司的微胶囊化APP的商品牌号。

  公司名称商品牌号将微胶囊技术运用于阻燃剂中,也是近年来发展起来的项新技术该技术可从下几个方面对阻燃剂加W改善W.l气、液态阻燃剂经化后变成固态阻燃剂,直接与聚合物惨混加工。2根据所需的阻燃基料的种类来选择合适的囊材,使得包囊该囊材的阻燃剂加入后加与聚合物的相容性,从而减少和消除阻燃剂对聚合物制品物理。机械性能的不利影响。3可抖减少液体阻燃剂在聚合物材料内部的迁移抖及由于液体的挥发性而导致聚合物材料中阻燃剂的损失。4可减少阻燃剂中有毒成分在聚合物加工过程中的释放量避免环境污染。5可抖屏蔽阻燃剂的刺激性气味并改变其色泽。6可改变阻燃剂的密度、容积等物性。

  采用界面聚合、原位聚合、界面缩聚等方法抖耐热性较高的聚谬、密胺树脂、环氧树脂。季戊四醇等作包覆材料对APP进行化,不仅可W改善其操作性,而且更有利于环境保护。下是制备化APP的几个例子。

  500g密胺甲醒树脂、5.化水、3L甲醇在120°混合揽拌20i化制得3.5kg密胺甲醒树脂包覆的APP.将化份化APP添加于聚丙中,其阻燃效果达UL94V0级。与未化APP相比,水溶性由25°下的8.2和60°仁下的62分别降至0.2和0.8.

  含25化APP的丙丽悬浮液中,回流2小时,加水,制得253g聚谬包覆水解稳定的APP,将10g产品分别置于10L25ㄇ及60°水中与未化APP相比,水溶性由8.2和62分别降至3.6和14.3.添加该产品相应配方用于聚氨醋,阻燃效果达UL94V0级。

  5结语国外聚酸倭阻燃剂研究十分活跃,而我国研究起步较晚生产规模也不大。故应对现有生产王艺应进步改进,简化流程,提高生产效率及产品质量,降低能耗。APP作为无机粉体填料,目前正向超细化、系列化、专用化方向发展。此外,采用些特殊的技术如微胶囊技术等复配技术抖及助剂合金技术对其进行表面处理,能够增强其热稳定性及相容性等性能,从而获得更加广泛的应用。

  巧国巧。阻燃材料与技术,1984薛恩枉等。阻燃科学及应用。北京:国防王业出版社,1984张丈昭等。江苏化工1994224:6陈卫等。阻燃材料与技术,1992:9周大成等。阻燃材料与技术,19971:7杨明。中国化工信息19991:11陈卫等。阻燃材料与技水1991:1EP3438