聚氨酯中磷系阻燃剂的应用研究
发布者:宏泰基 发布于:2020/8/7 14:40:08 点击率:2351
随着工业的全面发展,磷系
阻燃剂得到了广泛的应用,在工业生产中起到了良好的作用。可以说,聚氨酯材料有着强大的优势,自身力学性能好,整体耐磨强度大、抗撕裂能力强,在实际应用中占据重要的地位。聚氨酯材料复配、改性是当前重点研究的课题,根据研究的方向不同,全面总结出其优异的性能特点,这种材料稳定性强,自身能够保持优异性能,同时,各组分性能也能够在使用过程中达到相互补充、相互关联的效果,全面实现复合效应。聚氨酯氧指数较低,对氧的敏感较强,通过测算,其指数只是14%~16%,这样的燃点很容易与空气发生反应,操作不当则会被点燃,同时,其燃烧速度非常快速、猛烈,很难快速进行扑灭,而在各类生产中,需要使用不同的聚氨酯,为了全面保证安全,就需要在使用过程中做好安全性处理,全面达到阻燃性能,而磷系阻燃剂与无机化合物阻燃剂是当前最为普遍应用的成分,整体添加量较少、阻燃效果好,在实际应用中起到了重要的作用。以往应用的卤素阻燃剂,其使用环境要求高,应用时会产生有毒物质,对环境造成严重的污染,而通过磷系阻燃剂与无机化合物阻燃剂的使用,则会呈现更加安全可靠的阻燃聚合物,其应用前景更加广阔。
1、磷系
阻燃剂阻燃机理
聚氨酯的成分主要是碳,这种结构不够稳定,其有机高分子聚合物泡沫体积非常大、传热系数并不高,同时,在空气中还易发生燃烧的情况,使用过程极其不安全,其燃烧过程中,会不断向外辐射热量,使火焰范围加宽,燃烧过程会对周围空气产生污染,释放大量HCN、CO等有毒物质,在使用中整体效果并不好。磷系化合物的使用,全面提高了整体性能,作为高效阻燃剂在实际应用中有着重要的作用,在聚氨酯燃烧时,能够全面凝聚相和气相,通过全面的融合,有效发挥出自身的性能优势,其机理表现,主要从温度、可燃物、氧气和自由基链式反应等方面进行分析,通过四个燃烧要素的解释,进一步明确机理。一是磷系化合物很容易出现热分解,通过一定的时间分解就能够促使聚氨酯定向产生碳,全面提高焦炭产出比。分解出来的磷酸衍生物吸收聚氨酯燃烧产生出来的部分热能。二是磷系化合物热分解进行的过程中,产生水分,进一步降低凝聚相温度,对可燃气体和剧毒氰化氢气体进行稀释,确保整体浓度下降到一定安全水平。三是磷系化合物热分解可以产生磷酸,通过这层物质,可以形成玻璃态熔融物,这样,就能够全面的附着在聚氨酯表皮,使物质阻隔,通过全面的阻隔,对可燃挥发成分进行有效释放,再继续加热后,大部分的水分就会蒸发,产生磷酸脱水偏磷酸聚合反应,偏磷酸起到了强烈的脱水碳化功能。四是磷系化合物热分解过程中,还能够有效释放活性物质,通过物质气相捕获聚氨酯氧和氢自由基,使放热中断,进一步控制聚氨酯快速燃烧,保证了整体效果。
反应
阻燃剂分布更加均匀,具有一定的优势,通过反应,能够保证相容性,解决了物质在反应过程中的不融合,保证了更高的效率的更长阻燃。这种方法成本费用大,生产过程复杂,在市场中的应用并不普遍。一是聚氨酯软段中结合磷。
聚氨酯软段在70%时,磷系化合物反应基团就会产生。要想全面达到理想的阻燃效果,就会通过相关的操作做好含磷片段聚合作用释放,保证接枝软段聚氨酯拥有量更多,确保磷元素完整性。使用9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物合成含磷中间体,再和二元酸醇缩聚,形成反应,生成含磷阻燃热塑性聚氨酯弹性体,那么,我们对测试的结果进行热重分析,如果磷含量1%时,LOI值38%,残炭率45.9%。二是聚氨酯硬段中结合磷。甲基膦酸二甲酯和1,4-丁二醇(BDO)合成含磷二醇,制备含磷水性聚氨酯(WPU)液,那么结果分析认为,含磷二醇亲水性好,WPU胶膜阻燃性好。
磷化合物是当前应用最为广泛的聚氨酯阻燃剂,在使用过程中,全面显示自身的优势,不论是使用还是操作,均有着的效果,能够全面取代无卤添加剂。只有全面解决酸性侵蚀、化合物羟基化、致癌因素等问题,才能进一步发挥磷系阻燃剂作用,推动工业生产发展。
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