包覆紅磷阻燃劑的研究和應(yīng)用1.前言 紅磷,又稱赤磷,是一種優(yōu)良的阻燃劑。由于紅磷存在著著火點(diǎn)低、易燃、粉塵易爆炸、易吸濕氧化成酸,并放出磷化氫(PH3)等缺點(diǎn),紅磷顆粒表面的改性處理成為阻燃劑研究的重要課題之一。日本磷化學(xué)公司的有機(jī)磷包覆紅磷系列產(chǎn)品,英國Albright & Wilson公司產(chǎn)品,以及美國、德國等國家的產(chǎn)品,都不同程度地克服了作為阻燃劑紅磷的一些弊病,并已經(jīng)步人商品化、實用化階段。我國作為阻燃劑的紅磷還未得到廣泛應(yīng)用,主要的原因在于高質(zhì)量包覆紅磷未批量生產(chǎn),及紅磷加到高聚物制品技術(shù)研究不足。包覆紅磷阻燃劑的研究和應(yīng)用作者/吳勇。 阻燃劑的無鹵化發(fā)展趨勢及對阻燃劑高效、低毒、低煙的要求,使紅磷這一可單獨(dú)使用的高效無鹵阻燃劑越來越受到人們的重視。包覆紅磷(或微膠囊化紅磷)則是近十多年來發(fā)展起來的一種新型高效、無毒、添加型阻燃劑。 2.紅磷阻燃劑的阻燃機(jī)理 包覆紅磷在聚合物燃燒時,囊材破裂,發(fā)揮紅磷的阻燃作用。聚合物結(jié)構(gòu)不同,紅磷的阻燃效果不同,紅磷與之作用的方式也不盡相同。 其阻燃機(jī)理為:紅磷首先受熱分解Pn→P4→P2,可奪取含氧交聯(lián)炭化層,也可與環(huán)境氧生成含氧磷酸(主要是偏磷酸),這種含氧酸具有極強(qiáng)的吸水性,使燃燒聚合物表面炭化。炭化層的存在,一方面可以隔離聚合物,減少可燃性揮發(fā)組分的釋放,另一方面,還具有吸熱作用,降低聚合物表面的氧化熱,起到凝聚相阻燃的目的。同時,紅磷的熱解產(chǎn)物PO·自由基進(jìn)人氣相后,還可捕捉燃燒火焰中的大量H·、HO·自由基,切斷火焰氧化鏈反應(yīng),起到氣相阻燃的目的。 3紅磷阻燃劑及其包覆處理 3.1紅磷為何要進(jìn)行表面處理 在實際應(yīng)用中,紅磷不能直接使用,因為: 3.1.1紅磷在空氣中很容易吸收水分,生成H3PO4,H3P03,H3PO2等物質(zhì),使紅磷變粘,失去流動性,而產(chǎn)生的磷酸更易吸水。如果紅磷存在于高分子材料制品中,紅磷吸潮氧化,使制品表面腐蝕后失去光澤和原有性能,并慢慢向內(nèi)層腐蝕,同時產(chǎn)生的含氧酸也會腐蝕加工設(shè)備。 3.1.2紅磷與樹脂的相容性差,而且會出現(xiàn)離析沉降,使樹脂的粘度上升。給樹脂的澆鑄、浸漬、操作等帶來困難,也會導(dǎo)致合成材料的性能下降。 3.1.3紅磷長期與空氣接觸,在生成磷的含氧酸的同時,會放出劇毒PH3氣體,污染環(huán)境。 3.1.4紅磷的吸濕性,對弱電元件的漏電性、高壓元件的絕緣性帶來不良后果。 3.1.5紅磷本身的紫紅色,容易使制品著色。 3.1.6干燥紅磷粉塵的爆炸性。 3. 2紅磷的穩(wěn)定化處理 添加穩(wěn)定化助劑這是早期的處理方法,因無法解決吸濕性腐蝕性問題,目前已很少被采納。 3. 3紅磷的表面包裹處理 這是70年代后期發(fā)展起來的新方法。其原理是通過物理或化學(xué)的方法在紅磷表面包覆一層或幾層連續(xù)而致密的無機(jī)、有機(jī)保護(hù)膜,將紅磷微粒“包裝”起來,形成微膠囊化紅磷阻燃劑。按照紅磷包覆的材料(囊材),微膠囊化紅磷的處理方法分為三種:無機(jī)包覆法,有機(jī)包覆法,無機(jī)一有機(jī)復(fù)合包覆法。 3. 3. 1無機(jī)包覆法 以無機(jī)材料為基材,通過適當(dāng)?shù)氖侄?,使之沉積于紅磷微粒表面,形成無機(jī)包覆紅磷的方法稱為無機(jī)包覆法。無機(jī)材料通常為Al(OH)3,Mg(OH)2,Zn(OH)2等。典型的無機(jī)包覆法是將紅磷懸浮于含Al2(SO)3的水溶液中,加人NaOH,調(diào)節(jié)pH值在6~8范圍內(nèi),使生成的Al(0H)3沉積在紅磷表面形成均一而致密的保護(hù)層,最后水洗、干燥、完成處理過程。與普通紅磷相比,無機(jī)包覆紅磷在著火點(diǎn)、吸濕性和PH3發(fā)生量等方面都得到了不同程度的改善。但由于其囊材為無機(jī)材料,當(dāng)其用于聚合物阻燃時,仍存在著與樹脂相容性差、著火點(diǎn)提高不多、仍有一定量的PH3釋放出來等缺陷。 目前有人提出紅磷用欽、鈷酸鹽包覆。如日本化學(xué)工業(yè)公司申請的一份專利,用水合鈦——鈷氫氧化物包覆紅磷。據(jù)稱可將紅磷的PH3發(fā)生量降到0.05 mg/g以下。 3. 3. 2有機(jī)包覆紅磷法 有機(jī)包覆紅磷,早期采用石蠟,抑制紅磷與水分的接觸。但包膜的機(jī)械強(qiáng)度、熱強(qiáng)度差,稍有沖擊或受熱就容易剝離,穩(wěn)定性不理想。 目前有機(jī)包覆法普通采用熱固性樹脂界面聚合或原位聚合的方法包覆紅磷。 蜜胺——甲醛樹脂包覆以其固化速度快、包膜的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高,耐水性和耐酸堿性強(qiáng)被廣泛采用。 蜜胺——甲醛樹脂原位聚合包覆紅磷的方法一般由三步組成:首先,將紅磷粉末均勻分散在水體系中,形成紅磷懸浮液。其次,制備蜜胺一甲醛預(yù)聚物。這種預(yù)聚物是經(jīng)過經(jīng)基化的,可溶于水中。最后,將紅磷懸浮液與蜜胺——甲醛預(yù)聚物混合加熱,使蜜胺——甲醛樹脂進(jìn)一步交聯(lián)固化在紅磷表面。紅磷的膠囊形成速度取決于混合溶液的溫度和pH值。 包覆紅磷的溫度一般控制在60℃~80℃,pH值在4.0~6.5范圍內(nèi)??捎秒娮语@微鏡觀察膠囊是否形成(通常需要大約1h可獲得滿意的包覆紅磷)。包覆過程完成后,將溫度降到室溫,調(diào)pH值近中性,最后真空干燥或噴霧干燥得到粉末狀包覆紅磷。 有機(jī)包覆紅磷的突出優(yōu)點(diǎn)是PH3發(fā)生量少,產(chǎn)品著火點(diǎn)高,與樹脂的相容性好;不足之處是:吸濕性強(qiáng),對聚合物制品的電氣絕緣性能影響較大。 3. 3. 3無機(jī)——有機(jī)包覆紅磷 鑒于無機(jī)或有機(jī)包覆紅磷各有利弊,日本、西歐的一些**公司相繼提出了無機(jī)——有機(jī)復(fù)合包覆法。 復(fù)合包覆法是在無機(jī)包覆紅磷的基礎(chǔ)上選擇恰當(dāng)?shù)母叻肿硬牧蠈⒛也倪M(jìn)行再次包覆,它是迄今為止的紅磷改性方法中最為理想的方法。 類似于單層包覆,復(fù)合包覆材料一般選擇A1(OH)3或Zn (OH)2等為無機(jī)層,酚醛樹脂、蜜胺——甲醛樹脂或環(huán)氧樹脂為有機(jī)層。例如日本磷化學(xué)工業(yè)公司主張先用A1(OH)3或Zn (OH)2作**層包覆,再用熱固性樹脂作第二層包覆。日本化學(xué)工業(yè)公司提出采用A1(OH)3,其他金屬氫氧化物等和有機(jī)包覆劑作三層包覆紅磷等等。 4.紅磷阻燃劑應(yīng)用 據(jù)報道,日本80年代中期,紅磷阻燃劑的年使用量已達(dá)到200 t~250 t,從表1可以看出,包覆紅磷的適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用范圍廣。紅磷阻燃劑于要使用于熱固性樹脂,尤其是環(huán)氧樹脂的阻燃化、德國、美國和日本等國家已利用包覆紅磷作為添加型阻燃劑,合成了氯綸、粘膠纖維、腈綸、滌綸、尼龍和丙綸等阻燃纖維,從而紡制出各種阻燃紡織品,從根本上解決了合成纖維紡織品的阻燃問題。 表1包覆紅磷阻燃劑的用途 5.結(jié)束語 包覆紅磷阻燃劑既可看成是高濃度的磷系阻燃劑,又可看成是穩(wěn)定的無機(jī)阻燃劑。它正以高效、價廉、無毒的特點(diǎn)嶄露頭角,為了更好地發(fā)揮該阻燃劑的作用,可考慮加入其它協(xié)同阻燃劑,提高阻燃性能和降低成本。包覆紅磷阻燃劑經(jīng)過十多年的研究開發(fā),已廣泛應(yīng)用于合成樹脂和橡膠。我國紅磷阻燃劑的應(yīng)用剛起步,希望這種新型阻燃劑能夠更好地為三大合成材料工業(yè)服務(wù)。包覆紅磷阻燃劑的研究和應(yīng)用作者/吳勇 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 作為一隊之長,張德群總是沖鋒在前。用隊員們的話說:“每次火警,**個沖進(jìn)火場,**個端起水槍的,總是我們的張隊長!”那場火,當(dāng)?shù)厝擞洃洩q新。2015年4月3日深夜,呂四漁港蒿枝港大東灣船廠一艘漁船起火,船艙內(nèi)裝有5噸樂油,另有3個液化氣罐、多桶油漆及香蕉水等易燃易爆品,現(xiàn)場極有可能弓|發(fā)爆炸,后果不堪設(shè)想。作為增補(bǔ)力量,張德群帶隊抵達(dá)現(xiàn)場后,細(xì)心觀察港口、船廠及漁船周邊綜合環(huán)境及... 針對火災(zāi)逃生,大家都是有一些了解,但真真正正起火時,非常少有些人能保持冷靜。應(yīng)對火災(zāi),大家應(yīng)挑選科學(xué)研究的救火或逃生方式,避開火災(zāi)傷害。華陽消防北京消防器材工廠直營各種滅火器、消防員裝備、滅火器檢測維修、消防檢測及電氣檢測服務(wù)。火場科學(xué)逃生牢記七條 火災(zāi)造成的濃煙溫度高,具備毒副作用、減光性,帶來人心理恐懼,危害人的大腦分辨。假如火災(zāi)前期造成較欠缺的煙氣,應(yīng)在消防疏散逃生警示標(biāo)志的... 我國當(dāng)前的文物消防安全形勢不容樂觀,做好古建筑防火工作刻不容緩。一直以來,我國就加強(qiáng)文物安全工作推出一系列的重要.措施,專門下發(fā)文件要求各級政囘府和有關(guān)部廣]強(qiáng)化主體責(zé)任,加強(qiáng)協(xié)同配合,完善安保措施,堵住監(jiān)管漏洞,對監(jiān)管人員失職瀆職行為嚴(yán)肅問責(zé),切實把老祖囘宗留下的寶貴遺產(chǎn)管理好、守護(hù)好... 公交車火災(zāi)類型 1.自燃?。?)線路老化引發(fā)公交車自燃起火 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超高層建筑火災(zāi)撲救技術(shù)研究任重道遠(yuǎn)。我國超高層建筑的發(fā)展十分迅速,目前已有高度在百米以上的超高層建筑6000余幢,總量居世界**。然而,超高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi),極易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。如今,我國超高層建筑主要是利用室內(nèi)固定消火栓系統(tǒng)、高層供水消防車、壓縮空氣泡沫消防車進(jìn)行滅火,滅火彈、直升機(jī)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也是未來的發(fā)展方向。然而,效果不錯的壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)在超高層建筑滅火中... 、新學(xué)期開學(xué)了,孩子們上學(xué)路上、校內(nèi)有什么安全安全隱患?父母和老師們在提示孩子努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識的與此同時,安全文化教育也是不可或缺的呢!北京恒泰消防推車式二氧化碳滅火器工廠直營店專營,批零干粉推車、新學(xué)期 這八類安全知識要教給孩子。產(chǎn)品均通過中國消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過3C強(qiáng)制認(rèn)證,北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發(fā)、電氣檢測及消防設(shè)施檢測為一體的綜合性消防集團(tuán),是各企事業(yè)單位... 調(diào)研工作座談會暨特約研究員年會隆重召開,三亞市人民政囘府副市長、市公囘安局局長張兆騰出席會議并致辭,公囘安部消防局副局長瓊色發(fā)表重要講話,海南省公囘安消防總隊總隊長李勇等領(lǐng)導(dǎo)出席會議。各公囘安消防總隊、警官培訓(xùn)基地、高等專科學(xué)校、士官學(xué)校主管調(diào)研工作的領(lǐng)導(dǎo)和辦公室主任,以及公囘安部消防局特約研究員齊聚一堂,圍繞公共消防安全治理開... 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