Spomaľovače horenia na báze fosforu sú typom vysoko účinných, spoľahlivých a široko používaných spomaľovačov horenia, ktoré si získali značnú pozornosť výskumníkov. V ich syntéze a aplikácii sa dosiahli pozoruhodné úspechy.
1. Aplikácia spomaľovačov horenia na báze fosforu v PP
Fyzikálne vlastnosti polypropylénu (PP) zohrávajú kľúčovú úlohu v jeho priemyselných aplikáciách. Jeho obmedzený kyslíkový index (LOI) je však iba okolo 17,5 %, čo z neho robí vysoko horľavý materiál s rýchlou rýchlosťou horenia. Hodnotu PP materiálov v priemyselných aplikáciách ovplyvňuje ich samozhášavosť aj fyzikálne vlastnosti. V posledných rokoch sa mikroenkapsulácia a povrchová úprava stali hlavnými trendmi v oblasti samozhášacích PP materiálov.
Príklad 1: Na PP materiály bol aplikovaný polyfosforečnan amónny (APP) modifikovaný silánovým kopulačným činidlom (KH-550) a etanolovým roztokom silikónovej živice. Keď hmotnostný podiel modifikovaného APP dosiahol 22 %, LOI materiálu sa zvýšil na 30,5 %, pričom jeho mechanické vlastnosti tiež splnili požiadavky a prekonali PP materiály s retardérmi horenia s nemodifikovaným APP.
Príklad 2: APP bol zapuzdrený v plášti zloženom z melamínu (MEL), hydroxylového silikónového oleja a formaldehydovej živice prostredníctvom in situ polymerizácie. Mikrokapsuly boli potom zmiešané s pentaerytritolom a nanesené na PP materiály kvôli retardácii horenia. Materiál vykazoval vynikajúcu retardáciu horenia s LOI 32 % a vertikálnym testom horenia UL94 V-0. Aj po ošetrení ponorením do horúcej vody si kompozit zachoval dobrú retardáciu horenia a mechanické vlastnosti.
Príklad 3: APP bol modifikovaný potiahnutím hydroxidom hlinitým (ATH) a modifikovaný APP bol zmiešaný s dipentaerytritolom v hmotnostnom pomere 2,5:1 na použitie v PP materiáloch. Keď celkový hmotnostný podiel spomaľovača horenia bol 25 %, LOI dosiahol 31,8 %, stupeň spomaľovania horenia dosiahol V-0 a maximálna rýchlosť uvoľňovania tepla sa výrazne znížila.
2. Aplikácia spomaľovačov horenia na báze fosforu v PS
Polystyrén (PS) je vysoko horľavý a po odstránení zdroja zapálenia pokračuje v horení. Na riešenie problémov, ako je vysoké uvoľňovanie tepla a rýchle šírenie plameňa, zohrávajú kľúčovú úlohu v spomaľovaní horenia PS bezhalogénové spomaľovače horenia na báze fosforu. Medzi bežné metódy spomaľovania horenia pre PS patrí nanášanie povrchovej úpravy, impregnácia, nanášanie štetcom a spomaľovanie horenia v polymerizačnej fáze.
Príklad 1: Lepidlo s obsahom fosforu a retardérom horenia pre expandovateľný PS bolo syntetizované metódou sol-gel s použitím N-β-(aminoetyl)-γ-aminopropyltrimetoxysilánu a kyseliny fosforečnej. Pena s retardérom horenia PS bola pripravená metódou poťahovania. Keď teplota prekročila 700 °C, pena PS ošetrená lepidlom vytvorila vrstvu uhlíka presahujúcu 49 %.
Výskumníci na celom svete zaviedli štruktúry s obsahom fosforu, ktoré spomaľujú horenie, do vinylových alebo akrylových zlúčenín, ktoré sa potom kopolymerizujú so styrénom za vzniku nových kopolymérov styrénu obsahujúcich fosfor. Štúdie ukazujú, že v porovnaní s čistým PS vykazujú kopolyméry styrénu obsahujúce fosfor výrazne zlepšený LOI a zvyšky uhlíka, čo naznačuje vynikajúcu tepelnú stabilitu a spomaľovanie horenia.
Príklad 2: Vinyl-terminovaný oligomérny fosfátový hybridný makromonomér (VOPP) bol naočkovaný na hlavný reťazec PS prostredníctvom vrúbľovanej kopolymerizácie. Vrúbľovaný kopolymér vykazoval spomaľovanie horenia prostredníctvom mechanizmu pevnej fázy. So zvyšujúcim sa obsahom VOPP sa zvyšoval LOI, znižovala sa maximálna rýchlosť uvoľňovania tepla a celkové uvoľňovanie tepla a mizlo odkvapkávanie taveniny, čo preukázalo významné účinky spomaľovania horenia.
Okrem toho, anorganické spomaľovače horenia na báze fosforu môžu byť chemicky viazané s grafitom alebo spomaľovačmi horenia na báze dusíka na použitie v spomaľovačoch horenia PS. Na nanášanie spomaľovačov horenia na báze fosforu na PS možno použiť aj metódy nanášania povlakov alebo kefovania, čím sa výrazne zlepší LOI materiálu a zvyšky uhlia.
3. Aplikácia spomaľovačov horenia na báze fosforu v PA
Polyamid (PA) je vysoko horľavý a počas horenia produkuje značné množstvo dymu. Keďže PA sa široko používa v elektronických súčiastkach a zariadeniach, riziko požiaru je obzvlášť vysoké. Vzhľadom na amidovú štruktúru v jeho hlavnom reťazci je možné PA spomaľovať horenie rôznymi metódami, pričom sa ako vysoko účinné ukazujú aditívne aj reaktívne spomaľovače horenia. Spomedzi PA spomaľovačov horenia sa najpoužívajú alkylfosfinátové soli.
Príklad 1: Izobutylfosfinát hlinitý (A-MBPa) bol pridaný do matrice PA6 za účelom prípravy kompozitného materiálu. Počas testovania samozhášavosti sa A-MBPa rozložil skôr ako PA6, čím sa vytvorila hustá a stabilná zuhoľnatená vrstva, ktorá chránila PA6. Materiál dosiahol LOI 26,4 % a stupeň samozhášavosti V-0.
Príklad 2: Počas polymerizácie hexametyléndiamínu a kyseliny adipovej sa pridali 3 hmotnostné % spomaľovača horenia bis(2-karboxyetyl)metylfosfínoxidu (CEMPO) na výrobu spomaľovača horenia PA66. Štúdie ukázali, že spomaľovač horenia PA66 vykazoval v porovnaní s konvenčným PA66 lepšiu spomaľovač horenia s výrazne vyšším LOI. Analýza vrstvy zuhoľnatenia odhalila, že hustý povrch zuhoľnatenia spomaľovača horenia PA66 obsahoval póry rôznych veľkostí, ktoré pomáhali izolovať prenos tepla a plynu, čo preukazuje pozoruhodný výkon spomaľovača horenia.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas uverejnenia: 15. augusta 2025
