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无卤有机阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-10-19 13:01:20 |
有机阻燃剂种类繁多，发展速度也非常快，可分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。卤素阻燃剂是使用最早的一类阻燃剂，但由于分解放出有毒气体，所以使用上受到很大限制。无卤阻燃剂不含卤素，阻燃效果好，受热分解时产生的气体低烟、低毒，受到广泛欢迎。无卤阻燃剂又可分为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和膨胀型阻燃剂等。
无卤有机阻燃剂之有机磷系阻燃剂：有机磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的品种之 一，具有阻燃和增塑双重功效，可以使阻燃完全实现无卤化，改善塑料成型中的流动性能，抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少。
有机磷系阻燃剂阻燃机理为：一方面阻燃剂受热分解产生磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸，这些含磷酸具有强烈的脱水性，可使聚合物表面脱水炭化，而单质碳不能发生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，所以具有阻燃作用；另一方面阻燃剂受热产生ＰＯ?自由基，可大量吸收Ｈ?、ＨＯ?自由基，从而中断燃烧反应。有机磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、氧化膦以及杂环类等。
无卤有机阻燃剂之磷酸酯：磷酸酯阻燃剂属于添加型阻燃剂。由于其资源丰富、价格便宜，应用十分广泛。磷酸酯是由相应的 醇或酚与三氯化磷反应，然后水解制得。市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。磷酸酯的品种多，用途广，但大多数磷酸酯产品为液态，耐热性较差，且挥发性很大，与聚合物的相容性不太理想。
为此，国内外开发出一批新型磷酸酯阻燃剂，如三［１－氧代－１－磷杂－２，６，７－三氧杂双环（２，２，２）辛烷－４－亚甲基］磷酸酯（Ｔｒｉｍｅｒ）及１－氧－４－羟甲基－２，６，７－三氧杂－１－ 磷杂双环（２，２，２）辛烷（ＰＥＰＡ）。这两种磷酸酯阻燃剂为白色粉末，热稳定性非常好，且与聚合物有很好的相容性。
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无卤有机阻燃剂之膦酸酯：膦酸酯阻燃剂是很有发展前途的一种阻燃剂，由于膦酸酯分子中存在Ｃ－Ｐ键，所以其稳定性非常好，有非常好的耐水性、耐溶剂性。膦酸酯产品有Ｐｙｒｏｖａｔｅｘ为Ｎ－羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯，Ａｎｔｉｂｌａｚｅ为环中膦酸酯。国内也对膦酸酯进行了研究，合成出的膦酸酯有Ｎ，Ｎ－对苯二胺基（２－羟基）二苄基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯（ＤＭＭＰ），其中ＤＭＭＰ是近年开发出来的一种添加型阻燃剂。ＤＭＭＰ是以亚膦酸三甲酯为原料，在催化剂作用下发生异构化反应，经过分子重排制得。ＤＭＭＰ最显著的特点是含磷量高达２５％，阻燃效果非常好，添加量为常用阻燃剂的一半时就能发挥同样的功效。
无卤有机阻燃剂之氧化膦：氧化膦的水解稳定性优于磷酸酯，是一种稳定性极高的有机膦化合物，可用作聚酯的阻燃剂，阻燃聚酯色泽好、机械性能好。该类阻燃剂分为两大类，一类是添加性，另一类是反应性。近年来人们在高相对分子质量的均聚物中引入三芳基氧化膦单体，制备阻燃型工程塑料已经成为研究的热点。用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚，可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等，通过反应将含磷单体结合到合成材料的分子链上，赋予材料永久的阻燃性，而且不会渗出。
无卤有机阻燃剂之杂环类：有机磷杂环化合物是近年来阻燃剂研究中非常活跃的领域之一，主要有五元环、六元环及螺环类化合物。六元杂环在磷杂环阻燃剂中占据主导地位，主要有磷杂氧化膦、磷酸酯、笼状磷酸酯、膦酸酯和亚磷酸酯等，可用于聚酯、环氧树脂和聚氨酯等多种材料的阻燃处理。磷螺环阻燃剂大多数由季戊四醇与磷化合物反应制得，分子中一般都含有大量碳，含有２个磷原子，含磷量高、 阻燃效果好，可作为膨胀型阻燃剂，在材料中起到增塑、热稳定和阻燃的作用。
无卤有机阻燃剂之有机氮系阻燃剂：有机氮系阻燃剂有挥发性极小、无毒、与聚合物 相容性好、分解温度高、适合加工等优点，成为很受欢迎的一类阻燃剂。其阻燃机理为：（１）受热放出 ＣＯ２、ＮＨ３、Ｎ２和Ｈ２Ｏ，降低了空气中氧和高聚物受热 分解时产生的可燃气体浓度；（２）生成的不燃性气 体，带走了一部分热量，降低了聚合物表面的温度；（３）生成的Ｎ２能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止燃烧。最常用的氮系有机阻燃剂是三聚氰胺，单独使用效果并不太好，需和聚磷酸胺、季戊四醇等其他阻燃剂复合使用。
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