磷系阻燃聚丙烯的研究进展及展望

●宋 军,彭朝阳

(广东省消防总队,广东广州 510640)

(本栏责任编辑、校对 马 龙)

0 引言

聚丙烯(PP)具有质轻、无毒、密度小、力学性能优异、电绝缘性良好、耐化学腐蚀性好、价格低廉、成型加工容易等优点,广泛应用于电子电器、通讯器材、家用电器、汽车、建筑材料等领域。但是 PP的耐燃性差,容易燃烧,氧指数仅为17.4[1],燃烧发热量大,并伴有燃烧滴溶现象,很容易引起火灾。因此,PP阻燃问题逐渐成为大家研究的热点之一。

虽然卤系阻燃剂具有高阻燃性,但由于其发烟量大,且释放出来的卤化氢气体具有强腐蚀性并潜藏着二次危害。随着环境保护受到越来越多的关注,开发低卤或无卤阻燃剂是目前国内外研究的一个热门方向。磷系阻燃剂毒性小、低烟、价格较低,在阻燃剂开发领域中最引人注目。根据磷系阻燃剂的组成和结构其分为无机磷系和有机磷系阻燃剂两大类。其中无机磷系阻燃剂包括红磷、聚磷酸铵(APP)等,有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、氧化膦、有机磷盐等。

1 磷系阻燃剂的阻燃机理

有关磷系阻燃剂的阻燃机理有很多,但是得到普遍认可的机理有 3种。

1.1 气相阻燃机理

在火焰中分解成小分子量组分如 P、PO、PO2和 HPO2,这些组分与气相火焰区中的 H·和·OH互相作用,减缓了燃烧链反应进程[2]。同时在阻燃过程中,磷系阻燃剂产生的水蒸气可降低聚合物表面的温度与稀释气相火焰区可燃物的浓度,从而进一步达到阻燃的效果。

1.2 凝缩相阻燃机理

在凝聚相中热分解生成磷酸液态膜,其沸点可达 300℃,保护聚合物,使之不易燃烧或氧化。……