A foszfor alapú égésgátlók nagy hatékonyságú, megbízható és széles körben használt égésgátlók, amelyek jelentős figyelmet kaptak a kutatóktól. Figyelemre méltó eredményeket értek el szintézisükben és alkalmazásukban.
1. Foszfor alapú égésgátlók alkalmazása PP-ben
A polipropilén (PP) fizikai tulajdonságai kulcsszerepet játszanak ipari alkalmazásaiban. Korlátozott oxigénindexe (LOI) azonban mindössze 17,5% körül van, így nagyon gyúlékony és gyorsan ég. A PP anyagok ipari alkalmazásokban való értékét mind az égésgátlásuk, mind a fizikai tulajdonságaik befolyásolják. Az elmúlt években a mikrokapszulázás és a felületmódosítás vált az égésgátló PP anyagok elsődleges trendjévé.
1. példa: Szilán kapcsolószerrel (KH-550) módosított ammónium-polifoszfátot (APP) és szilikongyanta etanolos oldatot vittünk fel PP anyagokra. Amikor a módosított APP tömegaránya elérte a 22%-ot, az anyag LOI-értéke 30,5%-ra nőtt, miközben mechanikai tulajdonságai is megfeleltek a követelményeknek, és felülmúlták a módosítatlan APP-vel égésgátlóval kezelt PP anyagokat.
2. példa: Az APP-t melaminból (MEL), hidroxil-szilikonolajból és formaldehid gyantából álló héjba kapszulázták in situ polimerizációval. A mikrokapszulákat ezután pentaeritritollal kombinálták, és PP anyagokra vitték fel a lángállóság érdekében. Az anyag kiváló lángállóságot mutatott, 32%-os LOI-val és UL94 V-0 függőleges égési teszttel. A kompozit még a forró vizes bemerítési kezelés után is megőrizte jó lángállóságát és mechanikai tulajdonságait.
3. példa: Az APP-t alumínium-hidroxiddal (ATH) vonták be, majd a módosított APP-t 2,5:1 tömegarányban dipentaeritritollal kombinálták PP anyagokban való felhasználás céljából. Amikor az égésgátló teljes tömegaránya 25% volt, az LOI elérte a 31,8%-ot, az égésgátló besorolás V-0 értéket ért el, és a csúcshő-felszabadulási sebesség jelentősen csökkent.
2. Foszfor alapú égésgátlók alkalmazása PS-ben
A polisztirol (PS) rendkívül gyúlékony, és a gyújtóforrás eltávolítása után is tovább ég. Az olyan problémák megoldása érdekében, mint a magas hőkibocsátás és a gyors lángterjedés, a halogénmentes, foszfor alapú égésgátlók kritikus szerepet játszanak a PS égésgátlásában. A PS esetében az általános égésgátlási módszerek közé tartozik a bevonás, az impregnálás, a kefélés és a polimerizációs szakaszú égésgátlás.
1. példa: Foszfortartalmú égésgátló ragasztót szintetizáltak expandálható PS-hez szol-gél módszerrel N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoxiszilán és foszforsav felhasználásával. Lánggátló PS habot állítottak elő bevonási módszerrel. Amikor a hőmérséklet meghaladta a 700°C-ot, a ragasztóval kezelt PS hab 49%-ot meghaladó elszenesedett réteget képezett.
Világszerte kutatók foszfortartalmú égésgátló szerkezeteket vezettek be vinil- vagy akrilvegyületekbe, amelyeket aztán sztirollal kopolimerizálnak, így új foszfortartalmú sztirol kopolimereket állítanak elő. Tanulmányok kimutatták, hogy a tiszta PS-hez képest a foszfortartalmú sztirol kopolimerek jelentősen jobb LOI-t és elszenesedett maradványokat mutatnak, ami kiváló hőstabilitást és égésgátlást jelez.
2. példa: Egy vinil-terminális oligomer foszfát-hibrid makromonomert (VOPP) oltottunk a PS fő láncára oltós kopolimerizációval. Az oltós kopolimer szilárd fázisú mechanizmuson keresztül mutatott égésgátló hatást. A VOPP-tartalom növekedésével az LOI emelkedett, a csúcs hőfelszabadulási sebesség és a teljes hőfelszabadulás csökkent, és az olvadékcsepegés eltűnt, ami jelentős égésgátló hatást mutat.
Ezenkívül a szervetlen foszfor alapú égésgátlók kémiailag összekapcsolhatók grafittal vagy nitrogén alapú égésgátlókkal a PS égésgátlásához. Bevonási vagy ecsetelési módszerek is alkalmazhatók a foszfor alapú égésgátlók PS-re való felvitelére, ami jelentősen javítja az anyag LOI-ját és elszenesedési maradványait.
3. Foszfor alapú égésgátlók alkalmazása PA-ban
A poliamid (PA) könnyen gyúlékony, és égés közben jelentős füstöt termel. Mivel a PA-t széles körben használják elektronikus alkatrészekben és berendezésekben, a tűzveszély különösen nagy. A fő láncában található amidszerkezet miatt a PA különböző módszerekkel lángálló, mind az additív, mind a reaktív égésgátlók rendkívül hatékonyak. Az égésgátló PA-k közül az alkil-foszfinát sók a legszélesebb körben használtak.
1. példa: Alumínium-izobutil-foszfinátot (A-MBPa) adtak egy PA6 mátrixhoz egy kompozit anyag előállításához. Az égésgátlási vizsgálatok során az A-MBPa a PA6 előtt lebomlott, sűrű és stabil elszenesedett réteget képezve, amely védte a PA6-ot. Az anyag 26,4%-os LOI-t és V-0 égésgátlási besorolást ért el.
2. példa: Hexametilén-diamin és adipinsav polimerizációja során 3 tömeg% bisz(2-karboxietil)metilfoszfin-oxid (CEMPO) égésgátlót adtak hozzá, hogy égésgátló PA66-ot állítsanak elő. Tanulmányok kimutatták, hogy a lángálló PA66 jobb égésgátló tulajdonságokat mutatott a hagyományos PA66-hoz képest, jelentősen magasabb LOI-val. Az elszenesedett réteg elemzése kimutatta, hogy a lángálló PA66 sűrű elszenesedett felülete különböző méretű pórusokat tartalmazott, ami segített elkülöníteni a hő- és gázátadást, figyelemre méltó égésgátló teljesítményt mutatva.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Közzététel ideje: 2025. augusztus 15.
