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,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Albright & Wilson公司產(chǎn)品,以及美國、德國等國家的產(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、實用化階段。我國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。
阻燃劑的無鹵化發(fā)展趨勢及對阻燃劑高效、低毒、低煙的要求,使紅磷這一可單獨(dú)使用的高效無鹵阻燃劑越來越受到人們的重視。包覆紅磷(或微膠囊化紅磷)則是近十多年來發(fā)展起來的一種新型高效、無毒、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,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,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 在實際應(yīng)用中,紅磷不能直接使用,因為: 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,同時產(chǎn)生的含氧酸也會腐蝕加工設(shè)備。 3.1.2紅磷與樹脂的相容性差,而且會出現(xiàn)離析沉降,使樹脂的粘度上升。給樹脂的澆鑄、浸漬、操作等帶來困難,也會導(dǎo)致合成材料的性能下降。 3.1.3紅磷長期與空氣接觸,在生成磷的含氧酸的同時,會放出劇毒PH3氣體,污染環(huán)境。 3.1.4紅磷的吸濕性,對弱電元件的漏電性、高壓元件的絕緣性帶來不良后果。 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,因無法解決吸濕性腐蝕性問題,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)展起來的新方法。其原理是通過物理或化學(xué)的方法在紅磷表面包覆一層或幾層連續(xù)而致密的無機(jī)、有機(jī)保護(hù)膜,將紅磷微粒“包裝”起來,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:無機(jī)包覆法,有機(jī)包覆法,無機(jī)一有機(jī)復(fù)合包覆法。 3. 3. 1無機(jī)包覆法 以無機(jī)材料為基材,通過適當(dāng)?shù)氖侄危怪练e于紅磷微粒表面,形成無機(jī)包覆紅磷的方法稱為無機(jī)包覆法。無機(jī)材料通常為Al(OH)3,Mg(OH)2,Zn(OH)2等。典型的無機(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、完成處理過程。與普通紅磷相比,無機(jī)包覆紅磷在著火點、吸濕性和PH3發(fā)生量等方面都得到了不同程度的改善。但由于其囊材為無機(jī)材料,當(dāng)其用于聚合物阻燃時,仍存在著與樹脂相容性差、著火點提高不多、仍有一定量的PH3釋放出來等缺陷。 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脂界面聚合或原位聚合的方法包覆紅磷。 蜜胺——甲醛樹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)。可用電子顯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)點是PH3發(fā)生量少,產(chǎn)品著火點高,與樹脂的相容性好;不足之處是:吸濕性強(qiáng),對聚合物制品的電氣絕緣性能影響較大。 3. 3. 3無機(jī)——有機(jī)包覆紅磷 鑒于無機(jī)或有機(jī)包覆紅磷各有利弊,日本、西歐的一些**公司相繼提出了無機(jī)——有機(jī)復(fù)合包覆法。 復(fù)合包覆法是在無機(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等為無機(jī)層,酚醛樹脂、蜜胺——甲醛樹脂或環(huán)氧樹脂為有機(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脂,尤其是環(huán)氧樹脂的阻燃化、德國、美國和日本等國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題。 表1包覆紅磷阻燃劑的用途
5.結(jié)束語 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)定的無機(jī)阻燃劑。它正以高效、價廉、無毒的特點嶄露頭角,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)過十多年的研究開發(fā),已廣泛應(yīng)用于合成樹脂和橡膠。我國紅磷阻燃劑的應(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/消電檢/消防維保/消防評估文章 川邊藏地千里行——四川森林草原防火公益宣傳活動側(cè)記文圖/丁則尼瑪都江堰的晨霧還未散盡,青城山麓的薄霧籠罩著古老的城池,一支身著“火焰藍(lán)”的隊伍已整裝出發(fā),他們肩背裝備,步伐堅定地踏上征程。從5月開始,四川省森林消防總隊聯(lián)合國家西南區(qū)域應(yīng)急救援中心組建的“川邊藏地千里行”隊伍,歷時近1個月,沿著317、318國道川藏線跨越1300千米,既運(yùn)用多元化手段開展消防宣傳教育,又通過實地督導(dǎo)與科學(xué)調(diào)研... 在北京朝陽區(qū)核心區(qū)域,團(tuán)結(jié)湖街道及周邊姚家園、東四十條等地,商圈林立、社區(qū)密集、交通繁忙,對滅火器的定期年檢與規(guī)范維護(hù)有著極高的剛需。專業(yè)承接團(tuán)結(jié)湖滅火器年檢、姚家園滅火器檢測、東四十條滅火器年檢加壓、充裝、維修等全鏈條服務(wù)的我們,深耕本地消防服務(wù)多年,以合規(guī)操作、高效響應(yīng)、上門取送的優(yōu)質(zhì)服務(wù),為區(qū)域內(nèi)各類場所筑牢消防安全根基。團(tuán)結(jié)湖街道地處朝陽區(qū)西部,東三環(huán)北路東側(cè),是連接市中心與東部區(qū)域... 在首都北京的繁華背后,高樓林立、商圈密集、人口流動頻繁,消防安全始終是城市運(yùn)行的“生命線”。北京天一作為專業(yè)第三方消防維保機(jī)構(gòu),我們以“立足北京、服務(wù)全城”為定位,憑借齊全的資質(zhì)、專業(yè)的團(tuán)隊與本地化服務(wù)能力,為各類建筑筑牢消防安全屏障,讓安全責(zé)任落地有聲。一、資質(zhì)為基:合規(guī)是安全的底線消防維保絕非“簡單檢修”,而是需嚴(yán)格遵循國家法規(guī)的技術(shù)服務(wù)。《社會消防技術(shù)服務(wù)管理規(guī)定》明確要求,從事消防設(shè)... 八里莊滅火器年檢,朝陽路滅火器檢測,專業(yè)充裝維修,守護(hù)街區(qū)安全在繁華的北京城東,八里莊街道與朝陽路沿線構(gòu)成了一個充滿活力的商業(yè)與生活圈。這里坐落著如朝陽大悅城、華貿(mào)中心等地標(biāo)性商圈,也遍布著紅領(lǐng)巾公園、十里堡等休閑社區(qū),更有無數(shù)企業(yè)、商鋪與家庭在此安居樂業(yè)。消防安全,是這一切繁榮與安寧的基石。而滅火器,作為撲救初期火災(zāi)的“**道防線”,其有效性直接關(guān)系到生命財產(chǎn)安全。北京天一消防作為經(jīng)北京市... 7月的青海海西州,烈日炙烤著柏樹山。156輛特種車輛碾過凍土,461名消防指戰(zhàn)員在稀薄空氣中布設(shè)戰(zhàn)斗隊形——一場模擬里氏7.8級地震的“特殊戰(zhàn)斗”在德令哈市的戈壁灘上驟然打響。這并非真實的災(zāi)難現(xiàn)場,卻是一場極限考驗。6月30日至7月3日,青海省消防救援總隊直面青海72萬平方千米土地上高寒缺氧、地廣人稀、補(bǔ)給線漫長的現(xiàn)實困境,在這里展開了一場近5年來規(guī)模**的戰(zhàn)勤保障比武演練。這里平均海拔近3... 臺風(fēng)過境帶來的強(qiáng)降雨,極易引發(fā)內(nèi)澇、塌方、泥石流等次生災(zāi)害。連日來,福建省森林消防總隊組織各支隊聯(lián)合應(yīng)急、水利、氣象、住建等部門,在多地同步展開實戰(zhàn)化演練,以應(yīng)對極端災(zāi)害事故的嚴(yán)峻考驗。“沙縣區(qū)鳳崗街道新城中路積水深度超1.2米,3棟居民樓被淹,50余人被困,部分區(qū)域電力中斷,急需救援!”三明市森林消防支隊聯(lián)動12家駐地單位,在沙縣區(qū)、三元區(qū)、永安市三地,模擬超強(qiáng)臺風(fēng)過境引發(fā)強(qiáng)降雨、城市內(nèi)澇... 守護(hù)呼家樓繁華:專業(yè)滅火器年檢,為您的安全保駕護(hù)航在北京市朝陽區(qū)的中心地帶,坐落著繁華與歷史交織的呼家樓街道。這里東起金臺路,西至東大橋路,南臨光華路,北接工人體育場南路與朝陽北路,總面積2.8平方公里,是CBD核心區(qū)的重要組成部分。從昔日京城東大門的漕運(yùn)樞紐,到如今頂尖傳媒機(jī)構(gòu)、世界500強(qiáng)企業(yè)云集的現(xiàn)代化街區(qū),呼家樓見證了首都的輝煌變遷。在這片充滿活力的土地上,高樓大廈與居民社區(qū)并存,世... 時令9月,金秋送爽。隨著新學(xué)期的開啟,校園瑯瑯的讀書聲與歡聲笑語再度響起,消防安全也再次成為社會關(guān)注的焦點。連日來,各地消防部門以“開學(xué)季”為契機(jī),通過打造精彩紛呈的消防安全“開學(xué)**課”、開展務(wù)實有效的消防安全培訓(xùn)、推進(jìn)全面細(xì)致的安全隱患大排查,在校園內(nèi)外掀起“學(xué)消防、懂消防、用消防”的熱潮,全社會共同守護(hù)校園安全的氛圍愈發(fā)濃厚。“開學(xué)**課”形式多樣學(xué)校是消防宣傳教育的重要陣地。近段時間... 專業(yè)守護(hù),安全無憂:勁松、南磨房、西大望路滅火器年檢上門服務(wù)消防安全是每個單位、社區(qū)和家庭不容忽視的頭等大事。滅火器作為撲救初期火災(zāi)的關(guān)鍵設(shè)備,其有效性直接關(guān)系到生命財產(chǎn)安全。然而,滅火器并非一勞永逸,需要定期進(jìn)行專業(yè)的檢測、維修與加壓保養(yǎng),才能確保在危急時刻“召之即來,來之能戰(zhàn)”。針對勁松、南磨房、西大望路及周邊區(qū)域的廣大客戶需求,我們提供專業(yè)、便捷、可靠的滅火器年檢一站式服務(wù),讓安全觸手... 初秋的山東省棗莊市臺兒莊古城,青石板路被晨露潤得發(fā)亮,巷弄深處的桂花香循著微風(fēng)彌漫開來,織成一張溫柔的網(wǎng)。80多年前,這里的街巷見證了“血戰(zhàn)到底”的英雄壯舉,也讓這座古城聞名遐邇。如今的臺兒莊古城,宛如一顆璀璨的明珠,鑲嵌在京杭大運(yùn)河畔,向世人述說著從“勝利之城”到“旅游之城”的傳奇。在古城的角落里,駐守著一群“火焰藍(lán)”,立志將臺兒莊大戰(zhàn)精神轉(zhuǎn)化為守護(hù)古城的實際行動。他們守護(hù)的不只是一座城,... 朝外滅火器年檢守護(hù)安全,專業(yè)檢測充裝就在您身邊在首都北京的心臟地帶,朝外街道與朝陽門外大街串聯(lián)起一片繁華與活力并存的區(qū)域。這里不僅是商務(wù)辦公的聚集地,也是居民生活的重要板塊。從悠揚(yáng)的鐘聲到川流不息的人潮,從高端寫字樓到煙火氣十足的老街巷,安全保障始終是這片熱土穩(wěn)健發(fā)展的基石。作為北京較早專注消防設(shè)備維護(hù)的服務(wù)機(jī)構(gòu)之一,我們致力于為朝外及周邊區(qū)域提供高效、規(guī)范的朝外滅火器年檢、東大橋滅火器年檢... 九月伊始,各地迎來開學(xué)季。校園作為師生學(xué)習(xí)生活場所,人員密集,消防安全尤為重要。近年來,校園火災(zāi)屢有發(fā)生,有的甚至造成嚴(yán)重后果,為全社會敲響了警鐘。營造安全和諧的校園環(huán)境,必須多方發(fā)力,常抓不懈,切實筑牢校園安全“防火墻”。繃緊消防安全之弦。確保消防安全,是保障師生平安健康的關(guān)鍵,是維護(hù)校園安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。要通過多元化的教育培訓(xùn),如扎實開展“開學(xué)**課”,定期開展校園消防培訓(xùn)演練,組織師生參... 舊宮滅火器年檢專業(yè)可靠,瀛海、南五環(huán)沿線滅火器充裝檢測首選天一消防在消防安全日益受到重視的今天,滅火器作為撲救初起火災(zāi)的**道防線,其有效性直接關(guān)系到生命財產(chǎn)安全。然而,許多單位與家庭往往忽視了滅火器的定期“體檢”,導(dǎo)致這些“安全衛(wèi)士”在關(guān)鍵時刻可能失效,甚至成為安全隱患。對于位于北京大興區(qū)舊宮、瀛海及南五環(huán)沿線的眾多企業(yè)、社區(qū)和商戶而言,選擇一家專業(yè)、可靠且服務(wù)便捷的滅火器年檢公司至關(guān)重要... 守護(hù)京城煙火氣,筑牢安全防火墻——雙井滅火器年檢、十里河滅火器年檢、潘家園滅火器年檢專業(yè)服務(wù)在您身邊在北京朝陽區(qū)與東城區(qū)的交匯地帶,雙井、十里河、潘家園三大區(qū)域因繁華的商圈、密集的社區(qū)與活躍的文化氣息,成為城市生活的重要坐標(biāo)。這里既有國貿(mào)CBD延伸出的時尚脈搏,也有潘家園古玩市場的千年文韻;既有十里河家居建材街的市井繁華,也有雙井富力城、樂成中心的現(xiàn)代活力。而在這片煙火與繁華交織的土地上,消... 筑牢安全防線:滅火器定期年檢的重要性與失效之殤在火災(zāi)防控體系中,滅火器被稱為“**響應(yīng)者”,其有效性直接決定初期火災(zāi)的撲救成敗。然而,許多單位或個人對滅火器的定期年檢存在認(rèn)知盲區(qū),認(rèn)為“擺著不用就不會壞”,最終導(dǎo)致關(guān)鍵時刻“啞火”,釀成無法挽回的損失。本文將從法規(guī)要求、技術(shù)原理、現(xiàn)實危害及典型案例出發(fā),剖析滅火器年檢的核心價值。一、為何必須定期年檢?法規(guī)與科學(xué)的雙重要求我國《建筑滅火器配置驗... |