磷系阻燃热塑性聚氨酯弹性体
随着人们环保意识的增强以及法规的完善,磷系阻燃剂作为一种环境友好型的阻燃剂,虽然没有氯系、溴系等卤族阻燃剂阻燃效率高,但仍然凭借不产生腐蚀性或有毒气体、对环境危害较小,成为目前阻燃行业不可或缺的一类阻燃剂。
磷系阻燃剂绝大部分兼具气相阻燃机理和凝聚相阻燃机理。在燃烧时,磷化合物分解生成磷酸的不可燃液态膜,其沸点可达300℃。同时,磷酸又会进一步脱水生成偏磷酸,偏磷酸进一步聚合生成聚偏磷酸。在这个过程中,不仅由磷酸生成的液膜起到了覆盖效应,又由于生成的聚偏磷酸是强酸,是很强的脱水剂,可以使聚合物脱水而炭化,改变了聚合物燃烧过程并在其表面形成炭膜以隔绝空气,从而发挥更强的阻燃效果。通常,磷系阻燃剂对含氧聚合物的作用效果佳,主要被用在聚氨酯、纤维素、聚酯等聚合物中。对于不含氧的烃类聚合物,磷系阻燃剂的作用效果就比较弱。
含磷阻燃剂也是一种自由基捕获剂,利用质谱技术发现,任何含磷化合物在聚合物燃烧时都有PO·形成。它可以与火焰K域中的氢原子结合,起到抑-制火焰的作用。另外,磷系阻燃剂在阻燃过程中产生的水分,一方面可以降低凝聚相的温度,另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度,从而更好地起到阻燃作用。Toldy通过对比研究了含磷阻燃剂对TPU的阻燃效果影响,发现随着阻燃TPU中磷含量的提高,其JI-限氧指数也随之增-大,且热释放速率降低,但是由于仅是单一磷阻燃很难提高阻燃TPU的垂直燃烧等级。此外,他发现进一步添加有机黏土能够与含磷阻燃剂产生协效作用提高阻燃TPU的LOI,但是会加速TPU的降解,胶类稳定剂可以改善TPU的熔滴现象。含磷阻燃剂分为无机磷阻燃剂和有机磷阻燃剂两类,下面分别介绍其阻燃TPU情况。