您好,歡迎訪問本公司官方網(wǎng)站!
聯(lián)系我們
絕大多數(shù)塑料是可燃的,在使用過程中存在著火災(zāi)隱患,因此需要對塑料進(jìn)行阻燃改性。較早的改性劑是鹵系阻燃劑,目前依然占據(jù)主導(dǎo)地位,其阻燃效果好,但在燃燒時(shí)會產(chǎn)生有毒的腐蝕性氣體(如溴化氫等)及大量煙霧,發(fā)生火災(zāi)時(shí)給人的逃生帶來極大困難。近年來,降低燃燒時(shí)的生煙量及有毒氣體排放量、提高阻燃塑料的綜合性能的呼聲日益高漲。 膨脹阻燃技術(shù)是在阻燃涂料的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來的新型阻燃技術(shù)。在膨脹型阻燃劑(IFR)阻燃塑料時(shí),塑料表面會形成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層,該層在凝聚相中起到隔熱、隔氧、抑煙和防止融滴的作用,且低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生。因此,膨脹阻燃技術(shù)已成為當(dāng)前最活躍的阻燃研究領(lǐng)域之一。
1 膨脹型阻燃劑的分類
IFR主要分磷氮類阻燃劑和可膨脹石墨兩類,磷氮類阻燃劑又分單體型磷氮類阻燃劑和混合型磷氮類阻燃劑兩類。
1.1 磷氮類阻燃劑
1.1.1 磷氮類阻燃劑的組成
磷氮類膨脹型阻燃劑主要由炭源(成炭劑)、酸源(脫水劑)和氣源(發(fā)泡劑)3部分組成。炭源是能生成膨脹多孔炭層的物質(zhì),一般是含碳豐富的多官能團(tuán)(如-OH)成炭劑,如季戊四醇及其二縮醇、淀粉等,其有效性與活性羥基的數(shù)量有關(guān),應(yīng)在低于自身或塑料基體分解的溫度下先與炭化催化劑反應(yīng)。酸源一般是在加熱條件下釋放無機(jī)酸的化合物,對無機(jī)酸的要求是沸點(diǎn)高和氧化性不太強(qiáng),它必須能使含碳多元醇脫水,但在火災(zāi)發(fā)生之前不宜發(fā)生脫水反應(yīng),所以常用的酸源都是鹽或酯。氣源是受熱放出惰性氣體的化合物,一般是銨類和酰胺類物質(zhì),如尿素、蜜胺、三聚氰胺等,須在適宜的溫度下分解,并產(chǎn)生大量氣體。 單體型磷氮類阻燃劑就是炭源、酸源、氣源共同存在于同一分子中,分子結(jié)構(gòu)中一般都含有自由的、可離子化的氫的衍生物,因此才能在加熱時(shí)產(chǎn)生膨脹作用?;旌闲土椎愖枞紕┦怯闪姿猁}、多元醇和含氮化合物三部分組成的混合物。其中比較典型的就是聚磷酸銨/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MEL)阻燃體系。
1.1.2 磷氮類阻燃劑的阻燃機(jī)理
膨脹型阻燃劑在受熱時(shí),成炭劑在脫水劑作用下脫水成炭,炭化物在膨脹劑分解的氣體作用下形成蓬松發(fā)孔封閉結(jié)構(gòu)的炭層。該炭層為無定形炭結(jié)構(gòu),其實(shí)質(zhì)是碳的微晶,一旦形成,其本身不燃,并可阻止塑料與熱源間的熱傳導(dǎo),降低塑料的熱解溫度。另外,多孔炭層可以同時(shí)阻止熱解產(chǎn)生的氣體擴(kuò)散以及外部氧氣擴(kuò)散到未裂解塑料表面,使燃燒的塑料得不到足夠的氧氣和熱能而自熄,是典型的凝聚相阻燃機(jī)理。炭層形成的歷程是:
(1)在較低的溫度下酸源釋放出無機(jī)酸。
(2)在稍高與釋放酸的溫度下,發(fā)生酯化反應(yīng),體系中的胺可以作為酯化反應(yīng)的催化劑。 quick888.cn
(3)體系在酯化前和酯化過程中熔化。 quick888.cn
(4)反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系發(fā)泡,與此同時(shí),多元醇磷酸酯脫水炭化,形成無機(jī)物及炭殘留物,且體系進(jìn)一步膨脹發(fā)泡。 (5)體系膠化和固化,形成多孔泡沫炭層。 1.2 可膨脹石墨
可膨脹石墨(Expandable Graphite,EG)是一種新型無鹵阻燃劑,它是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理,然后水洗、過濾、干燥后在900-1 000℃下膨化制得??膳蛎浭谎杆偌訜嶂?00℃左右時(shí),可沿結(jié)晶結(jié)構(gòu)的C-軸方向膨脹數(shù)百倍。膨脹后的石墨由原來的鱗片狀變成密度很低的“蠕蟲”狀,形成了一個高效絕熱、隔氧層。可膨脹石墨在阻燃過程中起到在塑料表面形成堅(jiān)韌的炭層,從而將可燃物與熱源隔開的作用,并在膨脹過程中,大量吸熱,降低了體系的溫度,同時(shí)釋放夾層中的酸根離子,促進(jìn)脫水炭化,以及結(jié)合燃燒產(chǎn)生的自由基使鏈反應(yīng)中斷。可膨脹石墨與磷化合物、金屬氧化物復(fù)合使用,能產(chǎn)生協(xié)效作用,用量很少就能達(dá)到阻燃目的問。但用該類阻燃劑改性的材料外觀差,使用范圍受到限制。
更多的關(guān)注:聚烯烴阻燃劑、丙稀酸阻燃劑、 紡織阻燃劑、 木材阻燃劑等等! quick888.cn 宏泰基阻燃材料
文章來源 quick888.cn 宏泰基阻燃材料 歡迎轉(zhuǎn)載! 轉(zhuǎn)載請注明出處!