三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的阻燃性与其耐热性的关系(一)
摘要
一种关于生产和使用浓缩(缩合)了的三聚氰胺磷酸盐作为阻燃剂的方法的评论,并分析阐述了在合成三聚氰胺聚磷酸盐过程中我们自己的调查研究。给出了所获得产品的物理化学性能,包括热性能(DTA、TG和DSC)(差热分析、热重量分析和差示量热扫描法)。根据ISO5660通过使用锥形量热器测试了三聚氰胺聚磷酸盐在聚丙烯中作为阻燃剂使用的有效性。
介绍
最近十年来在各种各样的科技领域,塑料呈现出越来越广泛的应用。它们毫无疑问的优点在于其较低的生产成本。在许多事例中,通过基于塑料的有机聚合物替代常规材料是可行的,除非当它们的可燃性受到限制。就此而论,观察到市场上通常所号称的阻燃剂得到了持续的发展,阻燃剂的消费量每年都在以3~6%的增长速率增长,在各自消费量上依据阻燃剂种类、应用范围及其来源而定。
在近些年,大体上以下三种类型的降低可燃性的助剂是比较典型的:来源于矿物的氧化物类的无机复合物、水合氧化物以及金属氢氧化物;卤素衍生物,大部分含有溴;以及有机和无机磷复合物。
目前在某些低效阻燃剂上,如研究无机阻燃剂的兴趣被再次提升,因为这些阻燃剂在生态上是环保的。在这些种类当中,矿物阻燃剂在组成上是占优势的,就其用量而言,其是市场上最大的部分。它们相当大的消费量部分是由于对塑料基体树脂而言,其在火灾中的保护作用是由其在组成中相对大的添加量来决定的。在2000年,溴系阻燃剂的销售量占世界阻燃剂销售量的34%,而那些含磷有机和无机阻燃剂占总销售量的22%。尽管含卤复合物通常被认为是很有效的,但自从它们被指责在燃烧过程中不仅放出腐蚀性气体还放射出稠密的有毒的烟雾之后,人们开始逐渐的远离它们。
再加上一些含卤的有机阻燃剂在每天生活中使用到,不仅对环境造成危害,更重要的是对人体也造成伤害。
在磷系阻燃剂中,聚磷酸盐,也就是通过磷酸盐浓缩合成的高分子量的磷酸盐在市场上占有相当重要的位置。在市场上,三聚氰胺及聚磷酸铵被认为是膨胀型防火涂料的组成部分以及作为降低塑料、木材、木材衍生物及天然织物燃烧速率的单独填充物。对于它们而言,值得提及的三聚氰胺磷酸盐包括正磷酸盐以及磷酸盐的浓缩态:焦酚-(连苯三酚)、衍生的-、和聚磷酸盐。除了磷以外,它们还含有相对较多的氮,这些氮原子都连接在三聚氰胺稳定的环上,在相对较高的温度下它们就会转移到气相中。就此而论,比如对于那些在加工和使用中需要较高温度的塑料来说,三聚氰胺聚偏磷酸盐是一个值得注意的产品,因为这种复合物显示出较为优异的耐热性,直到温度达到大约350℃时才出现确切的质量损耗。
三聚氰胺磷酸盐(正磷酸盐(2、4、6-三氨基-1、3、5-三嗪基))作为一种复合物,在它的结构中包含有两种元素:也就是,氮(37.5%的质量分数)和磷(13.8%质量分数)。在三聚氰胺磷酸盐被作为一种阻燃剂使用时,这两种元素传统的被认为可能是降低材料燃烧性的有效部分,至少有时候是被这么认为的。尽管如此,与合成的塑料聚合物相比较,它经常被用在涂料中,因为几乎所有塑料的加工工艺都要求在相对较高的温度下进行。另一方面,在这些条件下认为热的磷酸盐会导致水和聚磷酸盐逐渐的浓缩(凝结、凝固),和挥发物的演变(进化)。因此,高浓缩(聚合)的三聚氰胺....
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