在塑料中添加阻燃劑可以解決多數(shù)塑膠材料可燃的問(wèn)題。目前市面上運(yùn)用最廣的阻燃劑有無(wú)機(jī)阻燃劑,鹵系阻燃劑,磷系阻燃劑,氮-磷系阻燃劑等,而無(wú)鹵、低煙、低毒的環(huán)保阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo)。無(wú)鹵阻燃劑主要包括磷系阻燃劑及無(wú)機(jī)水合物。紅磷阻燃劑由于其阻燃效果好,阻燃效率高而被廣泛運(yùn)用到塑膠、熱熔膠、橡膠、涂料等產(chǎn)品。
紅磷是一種紫紅或略帶棕色的無(wú)定形粉末,是一種P4分子組成的無(wú)機(jī)高分子化合物,不溶于水、稀酸和很多有機(jī)溶劑,但略溶于無(wú)水乙醇,溶于三溴化磷和氫氧化鈉水溶液。紅磷是安全火柴的主要原料,說(shuō)明它具有極易燃的特性。那么為什么這種可燃的物質(zhì)可以作為阻燃劑被廣泛運(yùn)用呢?這主要與紅磷的阻燃機(jī)理有關(guān):一方面紅磷與塑膠材料一起燃燒的過(guò)程中經(jīng)過(guò)一系列的變化形成聚偏磷酸,它形成一種又粘又薄的膜包裹在聚合物的表面,因此降低了氧氣與聚合物的接觸抑制了氧化的過(guò)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,增加阻燃的作用。
如果直接使用紅磷阻燃劑會(huì)存在很多的問(wèn)題:
(1)紅磷在空氣中很容易吸收水分,生成H3PO4、H3PO3、H3PO2等物質(zhì),是紅磷變粘,失去流動(dòng)性,而產(chǎn)生的磷酸更易吸水,日久紅磷將變?yōu)橄∧酄钗镔|(zhì)。紅磷存在高分子材料制品中一定時(shí)間后,制品表面的紅磷吸潮氧化,使產(chǎn)品表面被腐蝕而失去光澤和原有的性能,并慢慢向內(nèi)層深化;
(2)紅磷與樹(shù)脂相容性差,不僅難以分散,而且會(huì)出現(xiàn)離析沉降,使樹(shù)脂的粘度上升,這給樹(shù)脂的澆注、浸漬、操作等帶來(lái)困難,也會(huì)導(dǎo)致合成材料的性能下降;
(3)紅磷長(zhǎng)期與空氣接觸,在生成磷的含氧酸的同時(shí),會(huì)放出劇毒的PH3氣體,污染環(huán)境;
(4)紅磷易為沖擊所引燃,干燥的紅磷粉塵具有燃燒及爆炸危險(xiǎn);
(5)紅磷的深紫紅色易使產(chǎn)品著色,紅磷通常只能與深紅色或黑色的材料配伍。
(6)紅磷的吸濕性和表面不穩(wěn)定性對(duì)塑料制品的物理性能有不良的影響,尤其對(duì)弱電元件的漏電性和高壓元件的絕緣性影響更甚;
常見(jiàn)的紅磷阻燃塑膠產(chǎn)品“出汗”就與以上所說(shuō)的紅磷的不穩(wěn)定性密切相關(guān)。
無(wú)鹵阻燃劑廠家了解到解決塑膠產(chǎn)品的這種由于紅磷氧化吸水而導(dǎo)致的“出汗”問(wèn)題,一個(gè)方面是找到替代阻燃劑不再使用紅磷,目前電子行業(yè)實(shí)施的禁用或限用就是從這方面入手的,但是由于目前紅磷檢測(cè)方法不夠完善,實(shí)際管控的過(guò)程中問(wèn)題也很多。另一方面紅磷的確是一種阻燃效果好、阻燃效率高、無(wú)鹵、經(jīng)濟(jì)的阻燃劑,如能解決其穩(wěn)定性問(wèn)題可以不用完全拒之門外。要繼續(xù)使用紅磷做阻燃劑必須對(duì)紅磷進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,比如?duì)紅磷進(jìn)行微膠囊化包覆處理。
人們通過(guò)對(duì)紅磷進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚肀苊馄浒l(fā)生上述問(wèn)題。這些處理方式主要包括微膠囊化處理,白度化處理。微膠囊化是一種特種的包覆技術(shù),即對(duì)紅磷進(jìn)行包覆,它通常是通過(guò)高分子薄膜將紅磷顆粒進(jìn)行封閉包覆,微膠囊化的紅磷不僅提高了與塑膠聚合物的相容性,著火點(diǎn)也提高,同時(shí)由于高分子膜的包覆作用使其與空氣隔絕不易被氧化。另外制作紅磷微膠囊的過(guò)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,可以改善顏色的限制使其應(yīng)用更加廣泛。
磷可經(jīng)吸入、食入和皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體。經(jīng)常攝入紅磷粉塵,可引起慢性磷中毒,長(zhǎng)期皮膚接觸可引起皮炎。紅磷對(duì)水生生物有一定的毒性,還會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。此外,紅磷在存放和生產(chǎn)應(yīng)用中易吸潮而生成劇毒的磷化氫氣體和具有腐蝕性的磷酸。
環(huán)保阻燃劑廠家認(rèn)為紅磷近幾年被apple,lenovo,panasonic等大品牌廠商作為限用甚至禁用的物質(zhì)。紅磷在產(chǎn)品中的使用限制主要來(lái)源于國(guó)際買家的要求,歐美日韓等不少電子電氣企業(yè)將紅磷列入產(chǎn)品的環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)中,有的設(shè)置了使用限制,有的甚至禁止使用。
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