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聚磷酸铵的使用经验
06-13-2011, 10:32 AM
微笑 聚磷酸铵的使用经验
聚磷酸铵是一种很重要的添加型无机无卤阻燃剂,由于其含磷量高、含氮量大、热稳定性好、产品近
于中性并可以与其他阻燃剂混用,同时价格便宜、毒性较低、使用相对安全等优点, 因此广泛应用于配制
膨胀型阻燃剂、防火涂料、电缆防火处理、橡胶制品和塑料制品的阻燃。但是由于其自身的化学结构,其
吸湿性很强,在高温、高湿度的情况下就会使粒子离析,降低其阻燃效能,而且在有机材料中加入APP后会
使材料本身的机械强度降低,影响其正常使用。虽然采用改性方法可以加强APP与有机基材之间的结合,降
低对基材力学性能的影响,但是不论何种方法都只能适用于一部分阻燃基材,不能普遍适用,因此表面改性
只能是针对与某一种或一类的物质。而提高APP的聚合度,则能从根本上解决APP的吸湿性问题,因此生产
高聚合度的 APP是目前的发展方向。国际上APP的聚合度在500以上已很常见,最高的聚合度可做到2000,
国内一般厂家做到几百就不错了。
●聚磷酸铵以其特有的性能而得以广泛应用:
(1)含磷量高,含氮量高,P-N可发挥协同阻燃效应;
(2)聚磷酸铵水溶性低且在空气中少量吸湿;
(3)分解温度高,热稳定性好,在满足高聚物加工温度要求的同时,不会发生阻燃剂的分解;
(4)产品粒度细,色白,分散性好,与涂料、树脂混合,不失其表面平滑性,阻燃发泡效果优越,并能与其
它阻燃剂配合使用;
(5)毒性低;在对小白鼠的急性口服毒性试验中,测出每 kg体重服4740mgLD,根据《毒性手册》APP被
认为对健康无危害,符合环保型产品的发展方向。
(6)遇火膨胀发泡,形成耐烧隔热层;
(7)系无卤阻燃剂,克服了含卤阻燃剂本身燃烧烟雾大,放出有毒的腐蚀性气体,以及燃烧多熔滴的缺
陷;同时又改善了无机阻燃剂因其填充量高而严重影响材料的物理机械性能的缺陷。
●APP现有产品也具有以下几点不足之处:
(1)APP 的一般聚合度较小,一般只有几十至几百聚合度,具有水溶性;
(2)APP 含磷量较低,一般含磷在30%左右;
(3)APP 可水解,水解速度随粒径、温度及 pH值变化;当温度升高和pH值降低时,水解速度加快;粒径由
1mm 增至3mm时,水解速度降至原速度的1/2~1/3;
(4)APP的pH值偏酸性,在潮湿空气中也容易吸湿,发生潮解。
●为了拓宽APP的应用领域,人们对APP进行了几个方面的改良:
(1) 微胶囊化。通过APP微胶囊化,可减少APP的水解、潮解性能。可用来处理APP的成膜材料有密胺—甲醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。针对不同使用场合,需选用不同包覆​材料使之微胶囊化。微胶囊化的APP在25℃和60℃时水中的溶解度分别为0.2%和0.8%;而未微胶囊化的APP在25℃和60℃时的溶解度则为8.2%和62%。用微胶囊化的18份APP阻燃聚丙烯,其极限氧指数可达30.4。
(2) 表面活性剂改性处理。提高APP阻燃整体效应的另一途径就是用偶联剂,如用含碳化合物进行表面处理,使其成为具有流散性的细粉,增强与塑料的相容性和加工流动性,并提高其​阻燃性。也可对APP表面采用阴离子表面活性剂进行改性,如用含12~32个碳原子的脂肪酸及其双价金属盐、三价金属盐或其混合物改性处理APP,可使APP的渗水性减少​。还可用含4~50个碳原子的烯烃,苯乙烯(至少含一个具有1~12个碳原子的烷基团)或其混合物等对APP进行表面改性,可增强其加工性能、耐渗水性能。也可用季铵盐阳​离子表面活性剂对APP进行表面改性处理。
(3) 提高APP聚合度。APP聚合度越高,其分子链越长,分子量就越大,水溶性也越少。日本、美国一些公司已开发出水不溶性APP。制备高聚合度APP的办法很多,但总的说来​,反应条件控制对产品质量是很重要的。在生产工艺设备落后的条件下生产,一般得到的APP聚合度只能达到几十,最多几百。
(4)近年来,又提出了采用三聚氰胺包覆APP以达到降低APP水解性的办法。在高温下三聚氰胺与APP可形成交联结构或发生加成反应而得到热稳定性好,具有水解稳定性的​APP细颗粒,可提高APP在材料中的添加性能
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