紅磷和包覆紅磷阻燃劑簡介 ????DATE: 2020-12-15 21:15

紅磷阻燃劑和包覆紅磷阻燃劑簡介
紅磷阻燃劑和聚磷酸銨是磷系阻燃劑中具有獨特性能的兩種阻燃劑。隨著近年來膨脹型阻燃劑的發展,聚磷酸銨已成為其中不可或缺的重要組分,而紅磷由于其優異的阻燃、低毒性能和與多種阻燃劑的協同作用,成為非鹵阻燃劑中的重要品種。紅磷由于僅含有磷元素,因此比其他磷系阻燃劑阻燃效率高、添加量低,較少降低材料的力學性能。紅磷作為阻燃劑缺點也較突出:
 
  ①紅磷在空氣中很容易吸收水分,生成磷酸、亞磷酸等物質,因此紅磷在聚合物中經過較長時間后,制品表面的紅磷吸潮氧化,使制品表面被腐蝕而失去光澤和原有的性能,并慢慢向內層深化,尤其對電子組件的絕緣性能影響更大。
 
  ②紅磷與樹脂兼容性差,不僅難以分散,而且會出現離析沉降,使樹脂的黏度上升,給樹脂的操作帶來困難,導致性能下降。
 
  ③紅磷長期與空氣接觸的過程中,除生成各種酸外,還會釋放出有劇毒的PH3氣體。
 
  ④紅磷易為沖擊所引燃,干燥的紅磷粉塵有燃燒及爆炸危險。
 
  ⑤紅磷的紫紅色易使被阻燃物著色。
 
  為了克服以上缺點,將紅磷用有機物或者無機物包覆起來,為包覆紅磷阻燃劑。紅磷包覆按照包覆的材料分為三種:無機包覆、有機包覆、有機-無機復合包覆。無機包覆法是以無機材料為包覆材料的方法,例如以氫氧化鋁包覆時,可將紅磷懸浮于含硫酸鋁的水溶液中,再加入氫氧化鈉調節溶液的pH值,以生成氫氧化鋁沉淀在紅磷表面并形成均一而致密的保護層。無機包覆紅磷阻燃劑在著火點、吸濕性和PH3發生量等方面都得到了不同程度的改善,但仍與樹脂兼容性差,著火點不夠高,仍產生一定量的PH3。
 
無機包覆材料還可以是氫氧化鎂、氫氧化鋅等。有機包覆法是以有機物包覆紅磷,目前多采用熱固性樹脂,如環氧樹脂進行包覆。有機-無機復合包覆是指先包覆一層無機物,再包覆一層有機物。包覆紅磷對制品的物理、機械性能影響小,賦予被阻燃材料較好的抗沖擊性能,改善了與樹脂的兼容性;同時包覆紅磷的熱穩定性好,可用于某些需要高溫加工成型高聚物制品,且低煙、低毒,與樹脂混合時不放出PH3,也不易被沖擊引燃,粉塵爆炸危險性大為減少;此外包覆紅磷在耐候性、電氣性能、穩定性等方面也有較好表現。除包覆外,鋁鋅也能降低紅磷氧化速度。金屬氫氧化物是紅磷氧化的抑制劑,因此紅磷中常常加入氫氧化鋁以使紅磷穩定化。
 
紅磷的阻燃效果與被阻燃物有關。例如紅磷阻燃非含氧聚合物HDPE的氧指數與紅磷的用量成正比,而阻燃含氧聚合物PET的氧指數與紅磷用量的平方根成反比。紅磷在聚合物的用量有一極限值,通常在8%~10%之間,用量再高可能引起阻燃性能的下降。紅磷雖然有較高的阻燃效率,但單獨使用紅磷很難達到阻燃要求,所以通常與其他阻燃劑配合使用。聚酰胺是紅磷阻燃的主要對象之一。
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