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    红磷阻燃剂在塑胶材料中的应用及问题

    2018-09-05 21:09:40 领先材料检测技术有限公司 阅读

    在塑料中添加阻燃剂可以解决多数塑胶材料可燃的问题。目前市面上运用最广的阻燃剂有无机阻燃剂,卤系阻燃剂,磷系阻燃剂,氮-磷系阻燃剂等,而无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标。无卤阻燃剂主要包括磷系阻燃剂及无机水合物,红磷阻燃剂由于其阻燃效果好,阻燃效率高而被广泛运用到塑胶、热熔胶、橡胶、涂料等产品。

    红磷是一种紫红或略带棕色的无定形粉末,是一种P4分子组成的无机高分子化合物,不溶于水、稀酸和很多有机溶剂,但略溶于无水乙醇,溶于三溴化磷和氢氧化钠水溶液。红磷是安全火柴的主要原料,说明它具有极易燃的特性。那为什么这种可燃的物质可以作为阻燃剂被广泛运用呢?这主要与红磷的阻燃机理有关:一方面红磷与塑胶材料一起燃烧的过程中经过一系列的变化形成聚偏磷酸,它形成一种又粘又薄的膜包裹在聚合物的表面,因此降低了氧气与聚合物的接触抑制了氧化的过程;另一方面,红磷形成的磷酸,偏磷酸,聚偏磷酸等作为脱水剂促使聚合物脱水成炭,增加阻燃的作用。

    如果直接使用红磷阻燃剂会存在很多的问题:(1)红磷在空气中很容易吸收水分,生成H3PO4H3PO3H3PO2等物质,使红磷变粘,失去流动性,而产生的磷酸更易吸水,日久红磷将变为稀泥状物质。红磷存在高分子材料制品中一定时间后,制品表面的红磷吸潮氧化,使产品表面被腐蚀而失去光泽和原有的性能,并慢慢向内层深化;(2)红磷与树脂相容性差,不仅难以分散,而且会出现离析沉降,使树脂的粘度上升,这给树脂的浇注、浸渍、操作等带来困难,也会导致合成材料的性能下降;(3)红磷长期与空气接触,在生成磷的含氧酸的同时,会放出剧毒的PH3气体,污染环境;(4)红磷的吸湿性和表面不稳定性对塑料制品的物理性能有不良的影响,尤其对弱电元件的漏电性和高压元件的绝缘性影响更甚;(5)红磷易为冲击所引燃,干燥的红磷粉尘具有燃烧及爆炸危险;(6)红磷的深紫红色易使产品着色,红磷通常只能与深红色或黑色的材料配伍。

    人们通过对红磷进行适当的处理避免其发生上述问题。这些处理方式主要包括微胶囊化处理,白度化处理。微胶囊化是一种特别的包覆技术,即对红磷进行包覆,它通常是通过高分子薄膜将红磷颗粒进行封闭包覆,微胶囊化的红磷不仅提高了与塑胶聚合物的相容性,着火点也提高,同时由于高分子膜的包覆作用使其与空气隔绝不易被氧化。另外制作红磷微胶囊的过程中,可以在其表面沉积一层白色的氢氧化铝,即白度化处理,可以改善颜色的限制使其应用更加广泛。

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