红磷阻燃剂:包覆红磷和红磷母粒

红磷,一种磷的同素异形体,因其呈现红色而得名。红磷和白磷虽然都由磷元素构成,但其原子排列方式不同。

红磷的化学式:红磷的化学式通常简写为P,但其结构比白磷(P4)更为复杂。

红磷的性质:

a. 物理性质:红磷外观呈紫红色,无定形粉末状,无臭。在暗处不会自发发光。不溶于水、二硫化碳和乙醇等有机溶剂。

熔点(℃): 590(4357kPa)

相对密度(水=1): 2.20

相对蒸汽密度( 空气=1): 4.77

饱和蒸汽压(kPa): 4357(590℃)

引燃温度(℃): 240

溶解性: 微溶于水,略溶于乙醇、碱液, 不溶于二硫化碳

爆炸下限%(V/V): 48~64mg/m3

b. 化学性质:红磷具有稳定性,容易燃烧,且无毒。当遇到氯酸钾、高锰酸钾、过氧化物和其他氧化剂时,可能会引发爆炸。

红磷的作用:

制造火柴、农药以及进行有机合成的重要原料。

用于生产多种含磷农药中间体,如五硫化二磷和三氯化磷,进而合成其他含磷中间体。此外,黄磷主要用于生产磷酸,少量用于生产赤磷和五氧化二磷,也用于军事制造,如燃烧弹和信号弹。在工业中,它还用于生产磷铁合金以及医药、有机原料等。

用于制备半导体化合物及作为半导体材料的掺杂剂。对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯以及酚醛树脂等含氧高聚物的阻燃尤其有效。与其他阻燃剂相比,红磷能产生更多的磷酸,更有效地覆盖被阻燃材料表面,加速脱水碳化,形成保护层,中断燃烧。

在烟火制造、轻金属脱酸、制药等领域也有应用。此外,红磷还用于制造磷化铝、五氧化二磷、三氯化磷等。

常见的红磷阻燃剂:

微胶囊化红磷

微胶囊化红磷是一种高效环保的阻燃剂,通过特有的“超细化和稳定化改性”工艺,将超细红磷用无机化合物和有机树脂复合包覆,使其与外界隔绝,从而克服了红磷易燃、易吸湿的特性。与普通红磷相比,微胶囊化红磷不易吸湿,在空气中不易被氧化,不易引起粉尘,抗冲击程度高,加工中不产生有毒气体。此外,其分散性、物理机械性能、热稳定性及阻燃性均有显著提高。

微胶囊化红磷的外观为紫红色粉末,赤磷含量≥85%,红磷细度5~10μm。其相对密度为2.1,堆积密度为0.6g/cm³。它的自燃点≥300℃,电气性能优良,无毒,LD50为15000mg/kg。

微胶囊化红磷是一种无卤、高效、低烟、无害的阻燃剂,阻燃效果达UL94 V-0级。适用于环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、EVA、ABS、顺丁橡胶、聚碳酸酯等胶黏剂,参考用量5~10%。


红磷母粒

红磷母粒是以基体的暗红色粒子,它是由红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用,以基体树脂为载体的产品。红磷母粒具有阻燃效率高、热稳定性好;低烟、低密度、无粉尘污染;加工性能优异,被阻燃材料物理机械性能下降少;加工过程不起霜、不迁移、不腐蚀模具、安全无自燃等优点。该阻燃剂还具有高耐漏电痕迹指数(CTI)特性,在电子电器领域的应用优势更为明显。

红磷母粒的缺点是色调问题,除了暗红和黑色外,无法赋予制品更多的颜色选择。红磷母粒用于通用塑料、橡胶、聚乙烯、聚丙烯等缺少氧元素的材料的阻燃,最好与氢氧化镁、氢氧化铝复配使用;用于PET、PC、PBT、PA等富含氧元素的材料的阻燃,可单独使用。在加工过程中,为了达到红磷的最好分散性,可复配一定量的分散剂。


 

2024年11月21日 13:00
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