周文君等發(fā)現(xiàn)5%的聚鋁硅氧烷顯著降低PC的熱降解速率,不僅能將PC在800℃的殘?zhí)悸侍岣?4%,還能將PC對比樣的氧指數(shù)從25.5%提高到30.4%[9]。聚硅氧烷阻燃體系與磷系阻燃劑或填料復配,往往能提高阻燃效率。李順等研究發(fā)現(xiàn)磷酸鈦和表面包覆的硅齊聚物能協(xié)同阻燃,生成更加致密的炭層。當功能化的磷酸肽阻燃劑添加量為6%時,PC的氧指數(shù)為32.7%,達到UL-94的V-0阻燃級別[10]。雖然阻燃劑的加入會提高PC的燃燒等級,但是也會大幅降低PC的力學性能,如沖擊強度。因此,研究如何同時提高PC阻燃性能和沖擊強度是研究的一個方向。阻燃常采用的阻燃劑包括:鋁鎂系阻燃劑,即氫氧化鎂、氫氧化鋁。江西大冢磷腈阻燃劑性價比
朱中路[28]合成了六間苯二胺環(huán)三磷腈、六二苯氨基脲環(huán)三磷腈和六苯基脲環(huán)三磷腈,并將它們用于阻燃聚丙烯(PP).當它們的添加量均為30%時,阻燃PP氧指數(shù)分別為25.3%、24.1%和23.7%,且均達到UL94V-1級;掃描電子顯微鏡(SEM)顯示,在熱降解過程中阻燃PP表面形成了穩(wěn)定的、絕熱的泡沫炭層,因而阻燃效果良好.王君[29]設計并合成了六(1-氧代-1-磷雜-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷-4-亞甲基)環(huán)三磷腈(PE***,圖4),熱重分析表明,PE***在空氣和氮氣中都表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性及膨脹成炭能力.當PE***在PP中的添加量為25%時,材料的LOI值能達到29.5%,且能通過UL94V-2級.上海phosphazene磷腈阻燃劑聯(lián)系方式磷腈阻燃劑通常用于塑料、橡膠和紡織品中。
磷腈類阻燃劑磷腈類阻燃劑是一種環(huán)境友好的磷氮系阻燃劑,以六苯氧基環(huán)三磷腈(HPCP)為**。該類物質是磷-氮交替排列的六元環(huán)化合物,該類分子在分解時不僅會產生聚磷酸、偏磷酸和磷酸等酸性物質催化高聚物炭化,還能產生N2、NH3等氣體來稀釋火焰,并且該類化合物分解過程產生的PO·自由基能捕捉聚合物分解過程產生的HO·自由基,達到阻燃的目的。徐建中等發(fā)現(xiàn)HPCP能抑制PC在熱解時因重排而生成羧基的數(shù)量,添加量為15份時能夠將PC的氧指數(shù)從23.5%提高到29.5%,垂直燃燒達到V-0級,但是使PC的沖擊強度下降約28%[5]。朱明源等研究磷腈類阻燃劑SPB-100和溴化聚碳酸酯阻燃劑BC-58對PC耐候性能的影響,發(fā)現(xiàn)添加SPB-100的PC在氙燈老化1000h后沖擊強度的保留率為46.2%,在70℃蒸餾水中浸泡168h后沖擊強度的保留率為39.7%,明顯優(yōu)于溴化聚碳酸酯阻燃劑BC-58[6]。
阻燃機理:磷腈阻燃劑在整個過程中,磷元素可以形成多聚磷酸、偏磷酸等,促進材料脫水炭化,形成炭化膜,阻隔反應進行。氮元素在高溫下放出氮氣、氮氧化物等不燃氣體,稀釋空氣中的氧氣濃度,降低材料表面溫度。含苯環(huán)的磷腈結構在高溫下易形成碳盔,提高耐燒蝕性能。環(huán)境友好性:SPS-100作為一種無鹵阻燃劑,符合環(huán)境友好要求,不會產生有害的鹵素氣體,對環(huán)境和人體更為友好。法規(guī)符合性:SPS-100滿足歐盟RoHS指令及WEEE指令的要求,適用于出口到歐盟市場的產品。綜上所述,SPS-100磷腈阻燃劑因其優(yōu)異的阻燃性能、耐熱性、耐水解性和環(huán)境友好特性,在多個行業(yè)中有著廣泛的應用前景。在選擇使用SPS-100時,需要考慮其與基材的相容性以及是否符合特定應用領域的法規(guī)要求。對阻燃劑物性的基本要求是加工溫度下不分解。
有機磷系阻燃劑常見的有機磷系阻燃劑主要為磷酸酯、膦酸及膦酸酯類,如磷酸三苯酯(TPP)、間苯二酚(雙二苯基磷酸酯)齊聚物(RDP)和雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)齊聚物(BDP)等,該類阻燃劑在PC的無鹵阻燃領域廣為應用。有機磷系芳香族小分子阻燃劑,如液態(tài)的RDP及BDP在PC中的揮發(fā)性和遷移性較高,添加后會降低PC的水解穩(wěn)定性及熱變形溫度,所以高熔點、高分子量的固態(tài)磷系阻燃劑越來越受到學者的關注。楊志義等研究發(fā)現(xiàn)當添加量為7%時,高熔點環(huán)保型有機磷阻燃劑對苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(HDP)和對苯二酚雙[二(1-甲基-2-苯基)磷酸酯](HMP)不僅能將PC的氧指數(shù)從28.0%提高到30.5%左右,燃燒等級從UL-94的V-2級提升到V-0級,還能將PC的拉伸強度和彎曲強度分別提高3.5MPa和8MPa[3]。囊壁為三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂的微膠囊阻燃劑。福建SPB磷腈阻燃劑
像這類的復合型阻燃劑有兩類,其一是兩種阻燃劑的機械參混的復配阻燃劑。江西大冢磷腈阻燃劑性價比
Tao等[35]制備了一種新型環(huán)簇磷腈聚合物(PCPP)(圖7).并將其用于聚丙交酯(***)的阻燃改性.結果表明,當PCPP的添加量*為5%時,阻燃***便可達UL94V-0級別.Mu等[36]制備了聚二(苯氧基)磷腈(SPB-100),將其與石墨(EG)復配用于***的阻燃改性.研究表明,當阻燃劑SPB-100與EG的質量比為1:1且總添加質量百分比為15%時,SPB-100/EG/***復合材料的阻燃效果達到比較好,LOI值為34.5%,并通過UL94V-0級別,且無熔滴現(xiàn)象.良好的阻燃效果歸因于阻燃劑SPB-100與EG之間的協(xié)同阻燃效應.江西大冢磷腈阻燃劑性價比