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红磷阻燃剂在塑料制品中的应用

2021-06-23 已有7人浏览 韩国快三

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采用添加阻燃剂的塑料可解决大多数塑料易燃问题。市场上使用最广泛的阻燃剂有无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮—磷阻燃剂等,而无卤、低烟、低毒的环保阻燃剂一直是人们追求的目标。无卤型阻燃剂主要有磷系阻燃剂和无机水合物。红色磷系阻燃剂因其良好的阻燃和阻燃性能,被广泛应用于塑料、热熔胶、橡胶、涂料等产品中。

红磷是一种紫红或微褐色的无定形粉末,是P4分子的无机高分子化合物,不溶于水、酸及许多有机溶剂,略溶于无水乙醇,溶于三溴化磷和氢氧化钠溶液。作为安全火柴的主要原料,红磷具有极易燃烧性。这类可燃物质为何能广泛应用为阻燃剂呢?红磷的阻燃剂主要与其阻燃机理有关:一方面红磷与塑料材料一起燃烧时发生一系列变化,形成聚偏磷酸,形成一层粘着薄的薄膜,从而减少与聚合物的接触,从而抑制氧化过程;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,增加阻燃作用。

如直接使用红磷阻燃剂,则有许多问题:

(1)红磷在空气中容易吸收水分,产生的物质如H3PO4、H3PO3、H3PO2等,红磷会发生粘连,失去流动性,产生的磷酸更容易吸水,日久红磷会变成稀泥物质。在高聚物制品中存在一定时间后,制品表面的红磷吸潮氧化,使产品表面被腐蚀,失去了光泽和原有性能,并逐渐向内层加深;

(2)红磷与树脂相容性差,不但不易分散,而且会发生离析沉降,使树脂粘度升高,这给树脂的浇注、浸渍、操作等带来困难,也会导致合成材料性能的下降;

(3)红磷长时间与空气接触,在生成磷的含氧酸时,会产生一种剧毒的PH3气体,从而污染环境;

(4)红磷易被冲击引燃,红磷干粉有燃烧和爆炸危险;

(5)红磷呈深紫红色容易使产品着色,红磷一般只与深红或黑色物质搭配。

(6)红磷的吸湿性和表面不稳定性对塑料制品物理性能产生不良影响,特别是对弱电元件的漏电性和高压元件的绝缘性影响更大;

消除了塑料产品中因红磷氧化吸水引起的“出汗”的问题,一个方面是找到了红磷替代阻燃剂不再使用红磷的替代品,电子行业目前实行的禁用或限用正是从这方面着手,但由于目前红磷检测方法不完善,实际控制过程中存在的问题也很多。而红磷的确是一种阻燃、阻燃效率高、无卤、经济的阻燃剂,如能解决其稳定性问题,则可不必完全拒绝。要继续将红磷用作阻燃剂,必须适当地处理红磷,例如,微胶囊化红磷处理。

对红磷进行适当处理可避免出现上述问题。无卤型阻燃剂厂家认为,这几种处理方法主要有微胶囊化处理、白度处理。微胶囊化是一种特殊的包覆红磷的特殊包覆技术,通常是红磷颗粒在高分子薄膜上包覆,微胶囊化的红磷不仅改善了与塑料聚合物的相容性,而且着火点也提高了,同时由于高分子膜的包覆作用使其与空气隔绝,所以与空气隔绝不易被氧化。此外,在制备红磷微囊的过程中,可以在其表面沉积一层白色的氢氧化铝,即白度化处理,可改善颜色的限制,使其应用更为广泛。