五磷酸盐类阻燃剂(膨胀型阻燃剂)讲解.ppt

无 卤 阻 燃 剂 ——种 类 及 特 点 刘 承 美 华中科技大学化学化工学院 027 liukui@mail.hust.edu.cn 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 1、多聚磷酸铵 聚磷酸铵(简称APP)是化学组成类似、结构和性质有一定区别的一类无机聚合物。聚磷酸铵有结晶型和无定形(玻璃态) 2种固体形态。结晶型聚磷酸铵具有Ⅰ～Ⅵ 6种晶型, 不同晶型结构的聚磷酸铵可用X射线粉末衍射来鉴别,在适当温度下可相互转化。 聚磷酸铵的生产方法 聚磷酸法：聚磷酸在高温高压下与气态氨进行氨化反应,可制得聚磷酸铵。 磷酸法： 磷酸铵热缩合法： 磷酸铵和五氧化二磷合成法：正磷酸铵、五氧化二磷和尿素为原料,合成具有(NH4 PO3 ) n 通式的聚磷酸铵,其平均聚合度n为10～400 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 1、多聚磷酸铵 作为肥料使用 作为灭火剂和阻燃剂使用 聚磷酸铵分解温度大于250 ℃,具有较高的热稳定性,因此也常作为灭火剂和阻燃剂使用。可以配制成溶液或干粉型灭火剂,还可用于膨胀型防火涂料、膨胀型阻燃体系等 阻燃聚烯烃、PVC、聚氨酯、酚醛树脂、涂料等 发展趋势： 重视聚磷酸铵的研发,重点集中在聚磷酸铵的“一高一低”聚合度的开发工作。 对于高聚合度聚磷酸铵,主要是作为新型无毒型无机阻燃剂的原料，单独使用或与其他添加剂一起配成阻燃体系,都表现出优良的阻燃性能。随着工艺技术的改进,生产成本的降低,以聚磷酸铵为主剂的阻燃剂将得到较快的发展。 低聚合度聚磷酸铵是一种性能优良、安全高效的高浓度肥料。随着中国节水农业的发展,水溶性聚磷酸铵必将得到更广泛的应用。 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 2、三聚氰胺及其盐 三聚氰胺 也称密胺，为氮系阻燃剂，理论氮含量为66.64%， 无色晶体，无臭无味，熔点357oC,受热易升华，不溶于水、乙二醇等， 分解放出大量的热，和含氮气体，有利于聚合物成碳， 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 2、三聚氰胺及其盐 聚磷酸三聚氰胺（MPP） 属于磷—氮系膨胀性阻燃剂，含磷15%，含氮40.7% 最重要的品种，阻燃尼龙、聚酯、聚烯烃等 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 3、无机磷酸盐 硫酸铵 磷酸氢二铵（ 磷酸二氢铵） 焦磷酸铵 磷酸锌（最重要，两种方法制备，中和法与复分解法） 磷酸锌（磷酸铝）不仅是优良的阻燃剂，同时又是防腐蚀颜料，在涂料工业中广泛应用 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 4、磷—氮系单质阻燃体系 是集酸源-碳源-气源三源或其中两源于同一分子结构中，有少量工业品，大多在试用阶段 解决常规膨胀性阻燃剂与聚合物相容性差、难以分散均匀的问题 大多是将酸源与三聚氰胺结合 具有较好的开发、研究前景。 但不能完全解决在聚合物中的分散问题，并且酸源与三聚氰胺的比例难以调节 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 4、磷—氮系单质阻燃体系 TODPDM 阻燃聚丙烯，氧指数可达29，并可克服燃烧时的滴落现象，拉伸强 度提高，冲击强度降低 五、磷酸盐类阻燃剂（膨胀型阻燃剂） 4、磷—氮系单质阻燃体系 BTOCPM 理论磷含量16.95%， 理论氮含量15.33%，熔点大于300oC 四、常用磷系阻燃剂生产与特点 红磷和微胶囊化红磷 红磷的弊病： 1)红磷稳定性差，吸收水分生成磷酸等物质; 2)红磷与树脂相容性差,导致材料性能下降; 3)红磷与空气接触,会放出剧毒的PH3气体; 4)吸湿性对漏电性和绝缘性影响更甚; 5)红磷易被冲击所引燃,具有燃烧及爆炸危险; 6)红磷的深紫红色易使被阻燃制品着色。 研究现状 对红磷的表面改性研究已有近20 a的历史,英国的Albright Wilson公司的AMGARD CRP和AMGARD CPC系列。日本磷化学公司的有机包覆红磷和日本化学工业公司的无机包覆赤磷系列产品,以及美、德、瑞士等国家。国内已有产品生产和销售 发展趋势 1　包覆技术：包覆囊材选择和改性、包覆方法、条件、工艺等进行更系统研究； 2　白度化； 3　超细化：平均粒径为20～30μm； 4　多功能化：兼具增塑与阻燃的功能；兼具热稳定与阻燃的功能等； 5　复配阻燃协效：微胶囊红磷阻燃剂的复配协效关系； 6　抑烟消烟：微胶囊红磷阻燃剂具有抑烟消烟效果,但仍需进一步提高其抑烟消烟性能。 投资可行度：慎重 相关政策与现状—— 国内外阻燃剂的主要