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紅磷阻燃劑在塑料制品中的應用

更新時間:2021-06-23    點擊:599次

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采用添加阻燃劑的塑料可解決大多數塑料易燃問題。市場上使用最廣泛的阻燃劑有無機阻燃劑、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮—磷阻燃劑等,而無鹵、低煙、低毒的環保阻燃劑一直是人們追求的目標。無鹵型阻燃劑主要有磷系阻燃劑和無機水合物。紅色磷系阻燃劑因其良好的阻燃和阻燃性能,被廣泛應用于塑料、熱熔膠、橡膠、涂料等產品中。

紅磷是一種紫紅或微褐色的無定形粉末,是P4分子的無機高分子化合物,不溶于水、酸及許多有機溶劑,略溶于無水乙醇,溶于三溴化磷和氫氧化鈉溶液。作為安全火柴的主要原料,紅磷具有極易燃燒性。這類可燃物質為何能廣泛應用為阻燃劑呢?紅磷的阻燃劑主要與其阻燃機理有關:一方面紅磷與塑料材料一起燃燒時發生一系列變化,形成聚偏磷酸,形成一層粘著薄的薄膜,從而減少與聚合物的接觸,從而抑制氧化過程;另一方面,紅磷形成的磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等作為脫水劑促使聚合物脫水成炭,增加阻燃作用。

如直接使用紅磷阻燃劑,則有許多問題:

(1)紅磷在空氣中容易吸收水分,產生的物質如H3PO4、H3PO3、H3PO2等,紅磷會發生粘連,失去流動性,產生的磷酸更容易吸水,日久紅磷會變成稀泥物質。在高聚物制品中存在一定時間后,制品表面的紅磷吸潮氧化,使產品表面被腐蝕,失去了光澤和原有性能,并逐漸向內層加深;

(2)紅磷與樹脂相容性差,不但不易分散,而且會發生離析沉降,使樹脂粘度升高,這給樹脂的澆注、浸漬、操作等帶來困難,也會導致合成材料性能的下降;

(3)紅磷長時間與空氣接觸,在生成磷的含氧酸時,會產生一種劇毒的PH3氣體,從而污染環境;

(4)紅磷易被沖擊引燃,紅磷干粉有燃燒和爆炸危險;

(5)紅磷呈深紫紅色容易使產品著色,紅磷一般只與深紅或黑色物質搭配。

(6)紅磷的吸濕性和表面不穩定性對塑料制品物理性能產生不良影響,特別是對弱電元件的漏電性和高壓元件的絕緣性影響更大;

消除了塑料產品中因紅磷氧化吸水引起的“出汗”的問題,一個方面是找到了紅磷替代阻燃劑不再使用紅磷的替代品,電子行業目前實行的禁用或限用正是從這方面著手,但由于目前紅磷檢測方法不完善,實際控制過程中存在的問題也很多。而紅磷的確是一種阻燃、阻燃效率高、無鹵、經濟的阻燃劑,如能解決其穩定性問題,則可不必完全拒絕。要繼續將紅磷用作阻燃劑,必須適當地處理紅磷,例如,微膠囊化紅磷處理。

對紅磷進行適當處理可避免出現上述問題。無鹵型阻燃劑廠家認為,這幾種處理方法主要有微膠囊化處理、白度處理。微膠囊化是一種特殊的包覆紅磷的特殊包覆技術,通常是紅磷顆粒在高分子薄膜上包覆,微膠囊化的紅磷不僅改善了與塑料聚合物的相容性,而且著火點也提高了,同時由于高分子膜的包覆作用使其與空氣隔絕,所以與空氣隔絕不易被氧化。此外,在制備紅磷微囊的過程中,可以在其表面沉積一層白色的氫氧化鋁,即白度化處理,可改善顏色的限制,使其應用更為廣泛。


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