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微胶囊红磷阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-12 15:43:04 |
红磷是一种优良的无机阻燃剂，阻燃效率高，与其他阻燃剂相比，达到相同阻燃级别所需添加量少，因而对材料的物理力学性能影响小。但它暴露在空气中容易吸潮、氧化生成磷酸并释放出剧毒的磷化氢气体；同时，红磷与大多数聚合物的相容性较差，影响产品的阻燃与力学性能。
如果将普通红磷微胶囊化，则可从根本上克服上述缺点，因而微胶囊红磷阻燃剂受到了各国科研人员的高度重视。三聚氰胺-甲醛树脂是一种细密交联且十分坚硬、热稳定性优良的树脂，它具有较高的机械强度，良好的耐热、耐水等性能。将三聚氰胺-甲醛树脂用于包覆红磷，可期望在被阻燃材料中发挥P—N协效作用。
膨胀型阻燃剂（IFR）是近年来研究的热点之一，将微胶囊红磷阻燃剂（MRP）和IFR的优点相结合，把MRP作为IFR一个组分的报道却很少。本文研究了以三聚氰胺-甲醛树脂为囊材的MRP的制备。
微胶囊红磷阻燃剂制备：向三口烧瓶中依次加入一定量甲醛、三聚氰胺及蒸馏水，搅拌分散10min后，调节pH值至8.0。加热至55~60℃， 至反应液透明时，即得三聚氰胺-甲醛预聚物。
红磷的包覆：将研磨好的红磷加入三口烧瓶中，并加入适量蒸馏水，搅拌10min，加入分散剂、一定量预聚物。加热升温至50℃左右，调节pH值至5.0，继续升温至60℃，保温搅拌2h，停止搅拌，调节pH值至7.0，将产物洗净过滤后，在103℃下干燥2 h。
IFR制备： 称取一定量的季戊四醇、三聚氰胺以及包覆好的红磷，在玛瑙研钵中研磨混合均匀。
微胶囊红磷阻燃剂性能测试及表征吸湿率：在封闭良好的干燥器底部放入适量过饱和硝酸钾溶液，相对湿度95%。称取样品3g放入干燥器，每隔2d称重，10d后计算其吸水性。 抗氧化性：准确称取10g红磷样品及适量蒸馏水于三口烧瓶中，加热至沸腾1h，过滤，取100 ml该滤液，加入10g 分析纯氯化钠，溶解后用标准氢氧化钠溶液滴定滤液中因氧化形成的含氧酸，以每克红磷消耗的氢氧化钠毫克数来表示其抗氧化性能。
磷酸三苯酯tpp生产工艺
三氯氧磷直接法（热法）和三氯化磷间接法（冷法）。
（1）热法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，在不超过10℃以下，缓缓加入三氯氧磷，然后在回流湿度下反应3-4h，冷却至室温后，反应物经水洗回收吡啶，用于燥硫酸钠脱水，过滤除硫酸钠，常压下蒸馏回收苯；减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分，经冷却、结晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯，继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。
颗粒形貌：用日本电子JSM-63802V型扫描电镜分析观测红磷包覆前后的颗粒形貌。 着火点及阻燃性能：采用德国PerkinElmer公司的Pyris-6 TGA热失重分析仪对包覆前后的红磷进行热失重分析，样品质量（10.0±0.5）mg，温度范围为50~800℃，升温速率15℃/ min，氮气气氛，流速20 ml/min。
成炭性：将微胶囊红磷、季戊四醇、三聚氰胺以不同的摩尔比配制成IFR，将不同组成的IFR在500℃下保温10min。以500℃下不同组成IFR的残重表示其成炭性能。 氧指数（OI）测定：按GB/T 2406—1993在JF-3型氧指数测试仪上进行。
微胶囊红磷阻燃剂的性能。由于红磷易吸湿发生化学反应，包覆红磷能够不同程度地抑制这种反应的发生，降低红磷的吸湿率和磷化氢生成量，提高红磷的安全性。因此吸湿性可以作为判断红磷包覆好坏的指标之一。
包覆后红磷的吸湿率从未包覆的13.1%降低到2.08%，吸湿性能明显改善；每克未包覆红磷消耗氢氧化钠11.2mg，而每克包覆红磷仅消耗氢氧化钠1.12mg，抗氧化性能大大增强。
未包覆红磷（RP）只有450~545℃一个失重阶段；包覆红磷 （MRP）存在385~422℃（第一失重阶段）、470~553℃（第二失重阶段）两个失重阶段。MRP在385℃左右有轻微失重现象（约失重10%），这可能是因为红磷表面的包覆层受热缓慢分解所致；当温度达470℃左右时有一剧烈失重峰，说明此时红磷开始燃烧，即达到MRP的着火点。
未包覆的红磷颗粒棱角分明且没有固定形状，经包覆后红磷颗粒表面光滑，呈规则的球形，且颗粒间呈软团聚趋势，这可能是因为红磷粒径较小，颗粒间有一定的粘连。由于红磷颗粒呈球形且为软团聚状，实际应用中利于其在树脂中的流动、分散。
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