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(shí)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(duì)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(shí),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(shí),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(shí)際應(yīng)用中,紅磷不能直接使用,因?yàn)椋?/span> 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(dòng)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(shí)產(chǎn)生的含氧酸也會(huì)腐蝕加工設(shè)備。 3.1.2紅磷與樹脂的相容性差,而且會(huì)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(huì)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(shí),會(huì)放出劇毒PH3氣體,污染環(huán)境。 3.1.4紅磷的吸濕性,對(duì)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)氖侄危怪练e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(shí),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(qǐng)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)。可用電子顯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(duì)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(bào)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(jià)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(píng)估文章 電梯事故:高高的大樓,不坐電梯那得爬死人,如今電梯也“罷囘工”,合上“嘴巴”就不開,管他里面多少人,偶爾再來個(gè)電梯里停電,懸在半空,上不去,下不來,嚇得腦門出了汗,怎么辦?找消防!北京消防器材公司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)。 自殺事件:社會(huì)節(jié)奏越來越快,生活壓力越來越大,想不開,跳樓啦,跳橋啦,建筑成了所謂“自殺”的好場所,嚇壞了家人和朋... 近年來,北京市按照中央《關(guān)于推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的若干意見》(中發(fā)[2006]1號(hào))、《關(guān)于積極發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)扎實(shí)推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的若干意見》(中發(fā)[2007]1號(hào))和中央社會(huì)治安綜合治理委員會(huì)辦公室、公囘安部、國家發(fā)展和北京華陽滅火器年檢維修銷售各種消防器材及消防檢測、電氣檢測等消電檢服務(wù)... 市消防支隊(duì)從人們?nèi)粘I睢⑿蓍e、娛樂等方面入手,開展五個(gè)“伴隨”活動(dòng),深化消防宣傳教育進(jìn)家庭。北京恒泰消防淮海牌干粉滅火器工廠直營價(jià)格敬請(qǐng)電詢,北京負(fù)責(zé)配送,專營MFZ5/ABC手提式干粉滅火器及二氧化碳、水基型等類型手提式滅火器,提供滅火器年檢維修充裝服務(wù),提供消防設(shè)施檢測及電氣檢測服務(wù),消防專營資質(zhì),放心選購,品質(zhì)三包。隨“玩”進(jìn)萬家。市消防支隊(duì)與市印刷廠聯(lián)... 各區(qū)縣人民政囘府,各地區(qū)管委會(huì)、辦事處,中央在京單位主管部門,市屬相關(guān)委、辦、局(總公司):根據(jù)《北京市各級(jí)防火安全委員會(huì)工作規(guī)范》要求,按照公囘安部和市政囘府工作部署,2010年12月6日至21日,市防火安全委員會(huì)辦公室組織對(duì)16個(gè)行業(yè)系統(tǒng)主管部門開展了2010年度構(gòu)筑"防火墻"工程自評(píng)考核工作。(消防檢測公司專項(xiàng)資質(zhì)從事電氣檢測及消防設(shè)施檢測,提供消電檢報(bào)告,北京天一電消檢測... 2009年已經(jīng)過去,在過去的一年當(dāng)中消防支隊(duì)是忙碌的一年,全年開展多項(xiàng)專項(xiàng)工作、日常監(jiān)督檢查、消防宣傳活動(dòng)以及滅火和搶險(xiǎn)救援工作,今天接著就大興區(qū)2009年全年接處警及火災(zāi)情況采訪了大興區(qū)消防支隊(duì)防火處火調(diào)科張鑫科長。消防檢測公司專項(xiàng)資質(zhì)從事電氣檢測及消防設(shè)施檢測,提供消電檢報(bào)告,北京天一電消檢測壹級(jí)資質(zhì),可承接全是各種類型建筑的電氣防火檢測、臨時(shí)活動(dòng)檢測、酒店宴會(huì)、發(fā)布會(huì)以及各種展覽、... 由北京天寶潤源古舊家具市場有限公司負(fù)責(zé)經(jīng)營的北京天寶潤源古舊家具市場西區(qū)家電廳發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)過火面積1400平方米,雖然未造員傷亡,但卻造成了嚴(yán)重的社會(huì)影響。(北京華陽消防滅火器工廠直營店批零手提式、推車式滅火器材,產(chǎn)品均通過消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過3C消防認(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)單位良... 根據(jù)北京市防火安全委員會(huì)關(guān)于構(gòu)筑"防火墻"工程工作的具體部署,按照市防火安全委員會(huì)《*年消防工作要點(diǎn)》、《*年度區(qū)縣(地區(qū))和市屬相關(guān)部門構(gòu)筑"防火墻"工程落實(shí)消防工作責(zé)任項(xiàng)目書》等文件要求,結(jié)合以往考核驗(yàn)收工作經(jīng)驗(yàn),特制定本方案。北京華陽消防器材公司滅火器工廠直營推車式二氧化碳、干粉、水基型推車及各種型號(hào)手提式干粉、水基、二氧化碳滅火器材,全系均通過消防認(rèn)證,3C認(rèn)證,恒泰消防取得滅火... A類泡沫滅火劑比水、泡沫滅火劑具有更為突出的優(yōu)點(diǎn)。因而迅速發(fā)展A類泡沫滅火系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急。不久的將來,A類泡沫滅火系統(tǒng)將替代水系統(tǒng)和泡沫滅火系統(tǒng)aYSP型A類泡沫滅火劑用于充裝滅火器。A類泡沫滅火劑比水、泡沫滅火劑具優(yōu)勢(北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務(wù),消防設(shè)施檢測及電氣防火檢測服務(wù),直營國內(nèi)知名品牌泡沫滅火器等消防器材... 如何正確使用正壓式空氣呼吸器?在這里要給大家特別的提出來下面這幾點(diǎn),希望大家認(rèn)真閱讀!(1)空氣呼吸器使用時(shí),必須事先檢查氣瓶的貯氣壓力,根據(jù)產(chǎn)品使用時(shí)間=氣瓶貯氣壓力(Mpa)×氣瓶容積(L)×9.8×0.9/人體中等做功量消耗空氣量(L/Min)的估算使用時(shí)間。必須避免氣瓶無貯氣佩戴使用空氣呼吸器,否則將造成死亡或疾病。空氣呼吸器的作用,消防過濾式自救呼吸器使用方法,北京正壓... 《國際消防》報(bào)道了為消防而設(shè)計(jì)的飛碟形模型。這一獨(dú)特的設(shè)計(jì)現(xiàn)在更接近現(xiàn)實(shí)了。 帶著一對(duì)微小翅膀的蛋形飛行器最早是在“蘇聯(lián)時(shí)代”秘密開發(fā)的。該飛行器既可軍用又可民用。蘇聯(lián)解囘體后:這一近似科幻的工程所需基囘金基本上耗盡。但工程師們努力奮斗以使這一夢想不致幻滅.并希望這一夢想能帶領(lǐng)在飛行器構(gòu)造領(lǐng)域方面的革命。北京定點(diǎn)消防檢測企業(yè)是負(fù)責(zé)西城電氣檢測的定點(diǎn)消電檢機(jī)構(gòu),可接受西城區(qū)各種類型建... 在化學(xué)課堂上學(xué)習(xí)滅火器的原理之后,你想在家里做一個(gè)滅火器嗎?我向同學(xué)們介紹一種人人都會(huì)做的簡易火火器。請(qǐng)你在家長的監(jiān)護(hù)下,動(dòng)手做一做,但要注意安全 一、材料準(zhǔn)備 有像皮塞的大口瓶(250毫升)一個(gè)、細(xì)玻璃管(或銅管)一根、小布口袋一個(gè)、直徑2毫米的鐵絲一根、少量凡士林、小蘇打粉(即碳酸氫鈉,化學(xué)式NaHC03)50-100克、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%的稀鹽酸150-200毫升... 日前,從市召開的建筑安全工作會(huì)上獲悉,市建委結(jié)合全市建筑施工安全生產(chǎn)現(xiàn)狀,對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理實(shí)行計(jì)分考核制。電消檢測是職業(yè)消防檢測公司對(duì)建(構(gòu))筑物進(jìn)行消檢電檢,對(duì)建筑進(jìn)行電氣檢測和消防檢測,通過電消檢明確建筑消防設(shè)施及電氣設(shè)施是否存在安全隱患,并整理出所有的不合格項(xiàng),出具消防檢測報(bào)告。北京消防器材公司專營滅火器檢測維修年審服務(wù),專項(xiàng)資質(zhì)從事消防檢測及電氣檢測服務(wù),批發(fā)各種規(guī)格滅火器等消... 在北京胡同中,有許多乘坐“夾道”的胡同。夾道故事多多,鮮為人知。如今皇城根公園,歷史上曾是東安門外皇城難解和皇城根北街。東安門是皇城西門之一,西安門也是皇城是皇城四門之一。東安門1912年2月29日,袁世凱命曹錕率御用軍隊(duì)防火燒毀。西安門與1950年12月1日,因?yàn)樯膛锲鸹穑谎昙盁龤АA道是皇城火災(zāi)的見證。(北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務(wù),消防設(shè)施檢測及電氣防火檢測... "公眾聚集場所"是指賓館、飯店、商市場、客運(yùn)車站候車室、體育場館等場所。"公眾聚集場所"在投入使用、營業(yè)前,應(yīng)具備哪些必要的消防安全條件呢?消防檢測公司專項(xiàng)資質(zhì)從事電氣檢測及消防安全檢測,提供消電檢報(bào)告,北京天一電消檢測壹級(jí)資質(zhì),可承接全是各種類型建筑的電氣防火檢測、臨時(shí)活動(dòng)檢測、酒店宴會(huì)、發(fā)布會(huì)以及各種展覽、會(huì)議場所的消防檢測,并出具消防檢查驗(yàn)收所需的檢測報(bào)告。10月13日,帶... 什么是漏電?漏電為什么會(huì)造成火災(zāi)事故?如何防范漏電? 說白了漏電,便是線路的某一個(gè)地區(qū)因種種原因(風(fēng)輕輕吹.雨打.日曬.返潮.碰壓.劃傷.磨擦.浸蝕等)使電線的絕緣降低,造成線與線.線與地有一部分電商品流通過。北京電消檢專職從事消防檢測和電氣檢測,并提交物業(yè)及消防部門檢查驗(yàn)收所需的消防檢測報(bào)告,電氣及消防設(shè)施檢測資質(zhì)壹級(jí),可接受各類建筑的電氣檢測及消防設(shè)施檢測、臨時(shí)活動(dòng)舞臺(tái)檢測,具備... |