Zpomalovače hoření na bázi fosforu jsou typem vysoce účinných, spolehlivých a široce používaných zpomalovačů hoření, které si získaly značnou pozornost výzkumníků. V jejich syntéze a aplikaci bylo dosaženo pozoruhodných úspěchů.
1. Aplikace zpomalovačů hoření na bázi fosforu v PP
Fyzikální vlastnosti polypropylenu (PP) hrají klíčovou roli v jeho průmyslových aplikacích. Jeho omezený kyslíkový index (LOI) je však pouze kolem 17,5 %, což z něj činí vysoce hořlavý materiál s vysokou rychlostí hoření. Hodnota PP materiálů v průmyslových aplikacích je ovlivněna jak jejich zpomalením hoření, tak i fyzikálními vlastnostmi. V posledních letech se mikroenkapsulace a povrchová úprava staly hlavními trendy v oblasti zpomalujících hoření PP materiálů.
Příklad 1: Na PP materiály byl aplikován polyfosforečnan amonný (APP) modifikovaný silanovým vazebným činidlem (KH-550) a roztokem silikonové pryskyřice v ethanolu. Když hmotnostní podíl modifikovaného APP dosáhl 22 %, LOI materiálu se zvýšil na 30,5 %, zatímco jeho mechanické vlastnosti také splňovaly požadavky a překonávaly PP materiály zpomalující hoření s nemodifikovaným APP.
Příklad 2: APP byl zapouzdřen do pláště složené z melaminu (MEL), hydroxylového silikonového oleje a formaldehydové pryskyřice pomocí in situ polymerace. Mikrokapsle byly poté smíchány s pentaerythritolem a naneseny na PP materiály pro zajištění zpomalení hoření. Materiál vykazoval vynikající zpomalení hoření s indexem dopadu 32 % a hodnocením vertikálního hoření UL94 V-0. I po ošetření ponořením do horké vody si kompozit zachoval dobrou zpomalení hoření a mechanické vlastnosti.
Příklad 3: APP byl modifikován povlakem hydroxidem hlinitým (ATH) a modifikovaný APP byl smíchán s dipentaerythritolem v hmotnostním poměru 2,5:1 pro použití v PP materiálech. Když celkový hmotnostní podíl zpomalovače hoření byl 25 %, index hoření (LOI) dosáhl 31,8 %, stupeň zpomalení hoření dosáhl V-0 a maximální rychlost uvolňování tepla byla výrazně snížena.
2. Aplikace zpomalovačů hoření na bázi fosforu v PS
Polystyren (PS) je vysoce hořlavý a po odstranění zdroje zapálení pokračuje v hoření. Pro řešení problémů, jako je vysoké uvolňování tepla a rychlé šíření plamene, hrají klíčovou roli v hořlavosti PS bezhalogenové zpomalovače hoření na bázi fosforu. Mezi běžné metody zpomalování hoření pro PS patří potahování, impregnace, nanášení kartáčem a zpomalování hoření v polymerační fázi.
Příklad 1: Samozhášivé lepidlo s obsahem fosforu pro expandovatelný PS bylo syntetizováno metodou sol-gel za použití N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilanu a kyseliny fosforečné. Samozhášivá PS pěna byla připravena metodou potahování. Když teplota překročila 700 °C, PS pěna ošetřená lepidlem vytvořila vrstvu uhlíku přesahující 49 %.
Výzkumníci z celého světa zavedli do vinylových nebo akrylových sloučenin struktury obsahující zpomalovače hoření s obsahem fosforu, které se poté kopolymerují se styrenem za vzniku nových kopolymerů styrenu obsahujících fosfor. Studie ukazují, že ve srovnání s čistým PS vykazují kopolymery styrenu obsahující fosfor výrazně lepší LOI a zbytky uhlíku, což naznačuje vynikající tepelnou stabilitu a zpomalení hoření.
Příklad 2: Vinyl-terminovaný oligomerní fosfátový hybridní makromonomer (VOPP) byl naroubován na hlavní řetězec PS pomocí roubované kopolymerace. Roubovaný kopolymer vykazoval zpomalení hoření prostřednictvím mechanismu pevné fáze. S rostoucím obsahem VOPP se zvyšoval LOI, snižovala se maximální rychlost uvolňování tepla a celkové uvolňování tepla a mizelo odkapávání taveniny, což prokazuje významné účinky zpomalování hoření.
Kromě toho lze anorganické zpomalovače hoření na bázi fosforu chemicky vázat s grafitem nebo zpomalovači hoření na bázi dusíku pro použití v polystyrenových vrstvách. Pro nanášení zpomalovačů hoření na bázi fosforu na polystyren lze také použít metody nanášení povlaků nebo štětcem, což výrazně zlepšuje LOI materiálu a zbytky uhlíku.
3. Aplikace zpomalovačů hoření na bázi fosforu v PA
Polyamid (PA) je vysoce hořlavý a při hoření produkuje značné množství kouře. Vzhledem k tomu, že se PA široce používá v elektronických součástkách a zařízeních, je riziko požáru obzvláště vysoké. Vzhledem k amidové struktuře v jeho hlavním řetězci lze PA zpomalovat hoření různými metodami, přičemž se jako vysoce účinné jeví jak aditivní, tak reaktivní zpomalovače hoření. Mezi PA zpomalovači hoření se nejčastěji používají alkylfosfinátové soli.
Příklad 1: Do matrice PA6 byl přidán isobutylfosfinát hlinitý (A-MBPa) za účelem přípravy kompozitního materiálu. Během testů zpomalení hoření se A-MBPa rozložil dříve než PA6 a vytvořil hustou a stabilní vrstvu uhlíku, která chránila PA6. Materiál dosáhl indexu ohně (LOI) 26,4 % a stupně zpomalení hoření V-0.
Příklad 2: Během polymerace hexamethylendiaminu a kyseliny adipové byla přidána 3 hmotnostní % zpomalovače hoření bis(2-karboxyethyl)methylfosfinoxidu (CEMPO) za účelem výroby zpomalovače hoření PA66. Studie ukázaly, že zpomalovač hoření PA66 vykazuje ve srovnání s konvenčním PA66 lepší zpomalování hoření s výrazně vyšším LOI. Analýza vrstvy uhlíku ukázala, že hustý zuhelnatělý povrch zpomalovače hoření PA66 obsahuje póry různých velikostí, které pomáhají izolovat přenos tepla a plynu, což prokazuje pozoruhodný zpomalovací výkon.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas zveřejnění: 15. srpna 2025
