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(guó)Albright & Wilson公司產(chǎn)品,以及美國(guó)、德國(guó)等國(guó)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(guó)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(wú)鹵化發(fā)展趨勢(shì)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(wú)鹵阻燃劑越來(lái)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(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高效、無(wú)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(shù)脂的相容性差,而且會(huì)出現(xiàn)離析沉降,使樹(shù)脂的粘度上升。給樹(shù)脂的澆鑄、浸漬、操作等帶來(lái)困難,也會(huì)導(dǎo)致合成材料的性能下降。 3.1.3紅磷長(zhǎng)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(lái)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(wú)法解決吸濕性腐蝕性問(wèn)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(lái)的新方法。其原理是通過(guò)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(wú)機(jī)、有機(jī)保護(hù)膜,將紅磷微粒“包裝”起來(lái),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(wú)機(jī)包覆法,有機(jī)包覆法,無(wú)機(jī)一有機(jī)復(fù)合包覆法。 3. 3. 1無(wú)機(jī)包覆法 以無(wú)機(jī)材料為基材,通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄危怪练e于紅磷微粒表面,形成無(wú)機(jī)包覆紅磷的方法稱為無(wú)機(jī)包覆法。無(wú)機(jī)材料通常為Al(OH)3,Mg(OH)2,Zn(OH)2等。典型的無(wú)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(guò)程。與普通紅磷相比,無(wú)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(wú)機(jī)材料,當(dāng)其用于聚合物阻燃時(shí),仍存在著與樹(shù)脂相容性差、著火點(diǎn)提高不多、仍有一定量的PH3釋放出來(lái)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(shù)脂界面聚合或原位聚合的方法包覆紅磷。 蜜胺——甲醛樹(shù)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(shù)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(guò)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(shù)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(guò)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(shù)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(wú)機(jī)——有機(jī)包覆紅磷 鑒于無(wú)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(wú)機(jī)——有機(jī)復(fù)合包覆法。 復(fù)合包覆法是在無(wú)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(wú)機(jī)層,酚醛樹(shù)脂、蜜胺——甲醛樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)脂,尤其是環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃化、德國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)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(wèn)題。 表1包覆紅磷阻燃劑的用途 5.結(jié)束語(yǔ) 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(wú)機(jī)阻燃劑。它正以高效、價(jià)廉、無(wú)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(guò)十多年的研究開(kāi)發(fā),已廣泛應(yīng)用于合成樹(shù)脂和橡膠。我國(guó)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(cè)/消電檢/消防維保/消防評(píng)估文章 開(kāi)學(xué)季,這些校園防火知識(shí)要牢記,開(kāi)學(xué)在即,我們一起來(lái)學(xué)習(xí)。1.嚴(yán)格遵守學(xué)校的消防安全管理制度;2.愛(ài)護(hù)學(xué)校的消防器材不應(yīng)隨意挪動(dòng);3.打掃衛(wèi)生時(shí)不應(yīng)該在室外焚燒垃囘圾樹(shù)葉等物品;4.不應(yīng)該在學(xué)生宿舍樓教學(xué)樓等隨意點(diǎn)燃煙頭;5.在宿... 如何整合資源,打造一體化管理服務(wù)平臺(tái)?如何匯聚數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)各部門聯(lián)動(dòng)互通?江蘇省消防總隊(duì)通過(guò)打造消防大數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)管理服務(wù)平臺(tái),取得了顯著成效。消防管理服務(wù)瞄準(zhǔn)“四個(gè)提升”,市場(chǎng)主體數(shù)量100萬(wàn)家,而蘇州市消防支隊(duì)僅有防火監(jiān)督執(zhí)法人員170名,警力不足與日益繁重的任務(wù)間矛盾突出。北京無(wú)線報(bào)警器提供商,智能NB煙感采用NB-loT技術(shù),北京華陽(yáng)德林無(wú)線... 進(jìn)入6月,我國(guó)35°C以上天氣的日數(shù)逐漸增多,基本上處于北方“炙烤”南方“蒸煮”的狀態(tài)??崾顏?lái)襲請(qǐng)注意這些安全生天氣炎熱、潮囘濕給安全生產(chǎn)工作帶來(lái)威脅,而夏季又是生產(chǎn)任務(wù)的高峰期,長(zhǎng)期處于炎熱環(huán)境中,往往會(huì)精力不集中,作業(yè)時(shí)容易走神,違章作業(yè)現(xiàn)象普遍增多,從而大幅增加了事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。北京中消安滅火器年檢維修銷售各種消防器材及消防檢測(cè)、電氣檢測(cè)等消電檢服務(wù)。高溫來(lái)襲請(qǐng)收好這份安全生產(chǎn)說(shuō)明書(shū)。... 一批影響深遠(yuǎn)的消防法規(guī)。新規(guī)不斷影響深遠(yuǎn),消防違法成本低,導(dǎo)致違法違規(guī)現(xiàn)象屢禁不止。貫徹落實(shí)好《辦法》,對(duì)于調(diào)動(dòng)地方各級(jí)政囘府、各有關(guān)部門和社會(huì)單位消防工作積極性,切實(shí)履行消防安全職責(zé)、規(guī)范消防安全行為... 警惕群租房火災(zāi)隱患,“群租房”將一間住宅通過(guò)改變房屋結(jié)構(gòu)和平面布局,分割改建成若干個(gè)小間,分別按間出租或按床位出租。因其價(jià)格低廉,受到了低收入人群的青睞,但其中的火災(zāi)隱患不容忽視。北京恒泰消防碳滅火器工廠直營(yíng)店專營(yíng),批零干粉推車、水基型推車及各種型號(hào)手提式滅火器材,產(chǎn)品均通過(guò)中國(guó)消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過(guò)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(cè)及消防設(shè)施檢... 使命擔(dān)當(dāng)聞警而動(dòng)災(zāi)難令人揪心。暗夜中,不在意零下幾攝氏度的低溫,無(wú)所謂遍布四周雜亂不堪的鋼筋條、水泥塊,顧不上山壁隨時(shí)可能發(fā)生二次崩塌的危險(xiǎn),在湖北省消防總隊(duì)的指揮下,消防官兵一刻不停地戰(zhàn),使命擔(dān)當(dāng)聞警而動(dòng)... 陰歷九月初九,是在中國(guó)的九九重陽(yáng)節(jié),除開(kāi)登高作業(yè),也有尊老的傳統(tǒng)式。平日里絕大多數(shù)老人受囘精力限定,她們深入簡(jiǎn)出,與外部溝通交流也很少。一旦產(chǎn)生火災(zāi),難以在**時(shí)間被別人發(fā)覺(jué),加上假如配有結(jié)構(gòu)加固的窗門護(hù)欄、雙保插頭、頂門杠等預(yù)防設(shè)備,逃生難度系數(shù)必然更高。那麼,為防止老人遭受火災(zāi)損害,大家應(yīng)當(dāng)協(xié)助她們留意些什么?北京消防器材公司專業(yè)從事各種滅火器材銷售、滅火器年檢維修、消防設(shè)施檢測(cè)及電... 全國(guó)消防工作中,重大活動(dòng)消防安保工作的同時(shí),針對(duì)消防安全突出問(wèn)題,電氣防火專項(xiàng)行動(dòng)織密防控網(wǎng),院部署全國(guó)開(kāi)展了電氣火災(zāi)綜合治理和高層建筑消防安全綜合治理。北京消防器材銷售專業(yè)從事各種滅火器批發(fā)、滅火器維修檢測(cè)、消防檢測(cè)及電氣檢測(cè)等消防服務(wù)。電氣問(wèn)題一直是導(dǎo)致火災(zāi)的重要因素,我國(guó)30%以上的火災(zāi)都是電氣原因引起的,重特大火災(zāi)中電氣火災(zāi)更是占到70... 春季吹干物燥,是火災(zāi)的多發(fā)期,應(yīng)留意恰當(dāng)?shù)挠秒娏?、用火方式,立即清除公司辦公室內(nèi)外的各種各樣易燃物,如廢舊紙張、廢棄物等;禁止在公共場(chǎng)所抽煙;不必隨意焚燒垃囘圾、打印紙張及各種各樣易燃物;公司辦公室內(nèi)不可私拉亂插線,要先搞好安全大檢查工作中,避免安全隱患產(chǎn)生。北京華陽(yáng)滅火器年檢維修銷售各種消防器材及消防檢測(cè)、電氣檢測(cè)等消電檢服務(wù)。春季防火滅火小知識(shí),春季是大家出門去玩、踏春的時(shí)節(jié),... 護(hù)佑內(nèi)蒙古天堂草原,近年來(lái),內(nèi)蒙古自治區(qū)連續(xù)開(kāi)展“打非治違”、勞動(dòng)密集型企業(yè)、夏季消防檢查、冬春火災(zāi)防控等多個(gè)系列專項(xiàng)行動(dòng),研究制定了火災(zāi)防控“八項(xiàng)措施”“十項(xiàng)任務(wù)”,緊盯重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)、重要場(chǎng)所、重大活動(dòng),高密度排查、鐵手腕整治。隨著全區(qū)各地火災(zāi)隱患一個(gè)個(gè)被消除,全區(qū)消防安全系數(shù)和社會(huì)火災(zāi)防控水平正在穩(wěn)步提升。... 森林大火,造成了數(shù)名消防員犧牲。森林火災(zāi)爆燃等極端災(zāi)害情況往往突然發(fā)生,但在我們平時(shí)生活中可以學(xué)習(xí)消防知識(shí),避免火災(zāi)的發(fā)生和生命財(cái)產(chǎn)受損。消電檢測(cè)是專職消防檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)各類型建筑進(jìn)行消防安全技術(shù)檢測(cè),對(duì)建筑電氣設(shè)施進(jìn)行電氣防火安全檢測(cè),對(duì)消防設(shè)施進(jìn)行消防檢測(cè),通過(guò)電消檢明確建筑電氣及消防設(shè)施是否符合安全規(guī)范,并提出整改建議。致敬消防員 也要學(xué)習(xí)這些消防知識(shí)... 春天預(yù)示著新的開(kāi)始,象征著新的希望。站在新的歷史交匯點(diǎn)上召開(kāi)的全國(guó)兩囘會(huì),擎畫了全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的宏偉藍(lán)圖。征途漫漫,唯有奮斗。寄予厚望的應(yīng)急救援“主力軍、國(guó)家隊(duì)”,尤需鼓牛勁、聚牛力,發(fā)揚(yáng)孺子牛、拓荒牛、老黃牛“三牛精神”,在新征程上行穩(wěn)致遠(yuǎn)。北京消防器材公司工廠直營(yíng)各種滅火器、消防員裝備、滅火器檢測(cè)維修、消防檢測(cè)及電氣檢測(cè)服務(wù)。發(fā)揚(yáng)“三牛精... 家庭日常生活用電安全是大家每一個(gè)人都應(yīng)當(dāng)每時(shí)每刻銘記的安全知識(shí),因?yàn)樗玛P(guān)大家親人的人身安全安全性。電氣設(shè)備線路起火的關(guān)鍵原由?。ㄒ唬┚€路短路 線路短路就是交流電路的二根輸電線相互之間碰觸,電流不歷經(jīng)線路中的用電量機(jī)器設(shè)備,而立即產(chǎn)生控制回路。導(dǎo)致線路短路是因?yàn)檩旊娋€路應(yīng)用太久,絕緣層脆化、裂開(kāi),喪失絕緣層功效... 大型連鎖企業(yè)集團(tuán)要發(fā)揮總部龍頭作用,開(kāi)展消防安全標(biāo)準(zhǔn)化管理,制定企業(yè)消防安全標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)建示范標(biāo)桿單位,發(fā)揮帶頭和示范作用,抓起一個(gè)點(diǎn)、拉起一條線,督促、指導(dǎo)所屬單位對(duì)標(biāo)落實(shí)。要落實(shí)部門監(jiān)管責(zé)任。當(dāng)?shù)卣吒M織應(yīng)急、消防、住建、市場(chǎng)監(jiān)管、商囘務(wù)、電力、燃?xì)獾刃袠I(yè)主管部門強(qiáng)化系統(tǒng)管理和源頭管控... 學(xué)校集體宿舍防火注意事項(xiàng):(1)不亂接電源,不違章用電,充電器做到不用時(shí)切斷電源;(2)不亂扔煙頭,不躺在床上吸煙;(3)不點(diǎn)蠟燭照明,使用蚊香要遠(yuǎn)離可囘燃囘物;(4)嚴(yán)禁用裸線線頭插接電源;(5)不使用床頭燈;(6)不存放易燃易爆物品,不焚燒雜物;(7)宿舍內(nèi)不使用電爐、熱,產(chǎn)品均通過(guò)中國(guó)消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過(guò)3C強(qiáng)制認(rèn)證,北京華陽(yáng)德林消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發(fā)、電氣檢測(cè)及消防... |