磷系阻燃劑的合成和應(yīng)用.pdf

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1、化工技術(shù)經(jīng)濟綜述專論CHEMICALTECHNO-ECONOMICS·9·磷系阻燃劑的合成和應(yīng)用貢長生，朱麗君(武漢化工學(xué)院，武漢430073)摘要：介紹了磷系阻燃劑的分類和發(fā)展概況，重點論述了一些具有發(fā)展前途的磷系阻燃劑典型品種的合成方法和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：磷系阻燃劑；聚磷酸鹽；磷酸酯；膦酸酯文章編號：1006-253X(2002)02-0009-04中圖分類號：TO126.3+5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A阻燃劑是能使聚合物及相關(guān)材料不易著火燃P-N阻燃元素含量高，熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)品近于中性，能燒或能減慢燃燒速度的一種助

2、劑。20世紀(jì)50年代，與其它任何物質(zhì)配伍，阻燃性能持久，因而發(fā)展很快。阻燃劑大量應(yīng)用于合成材料工業(yè)。60年代以來，國美國Monsanto公司APP的商品名稱為PhoschekP/外不斷開發(fā)阻燃劑的新品種，阻燃劑的消費量急劇30，德國BK公司商品名稱為AibapiasAp95,Hoechst上升，每年以6%~8%的速率增長，使阻燃劑成為公司商品名稱為Exoiit263，日本住友和日產(chǎn)兩大工業(yè)僅次于增塑劑的大宗產(chǎn)品。Intertech公司估計，全球株式會社均大量生產(chǎn)APP。西歐1985年APP消費量阻燃劑化學(xué)

3、品年銷售額超過25億美元，美國阻燃為2270t，日本1987年APP產(chǎn)量為1500t。國內(nèi)目前劑化學(xué)品的銷售額1998年約為2.58億美元，2003只有上海、天津、四川、山東、云南、遼寧等地有生產(chǎn)廠年將增至9.69億美元。家，產(chǎn)量較小，產(chǎn)品質(zhì)量不太穩(wěn)定，而且應(yīng)用研究未跟磷系阻燃劑是阻燃劑中重要的一大類，品種繁上去。多，應(yīng)用廣泛。按使用方法可分為添加型和反應(yīng)型[3-5]，主要有5種：APP生產(chǎn)方法很多兩類，按組成和結(jié)構(gòu)可分為無機磷化合物和有機磷(1)H3PO4-CO(NH2)2縮合法，其反應(yīng)式如下，工藝化合

4、物。無機磷系阻燃劑包括紅磷和磷酸鹽類，有流程如圖1。機磷系阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和CO（NH2）2CO2，NH3氨水鹽等系列[1，2]。表1列出了一些磷系阻燃劑的主要H3PO（485%）混溶聚合粉碎成品品種?，F(xiàn)就幾個典型品種進行論述。1無機磷系阻燃劑圖1H3PO4-CO（NH2）2縮合法APP生產(chǎn)工藝過程無機磷系阻燃劑包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸nH3PO4+nCO(NH2)2～(NH4PO3)n+nCO2+nNH3銨。(2)NH4H2PO4—CO(NH2)2縮合法其反應(yīng)式如紅磷作為聚烯烴、聚苯

5、乙烯、聚碳酸酯、聚酯、下，工藝流程如圖2。尼龍以及橡膠、織物等的阻燃劑，在美國、德國和日nNH4H2PO4+nCO(NH2)2～(NH4PO3)n+2nNH3+nCO2本等國早已使用，并有商品銷售。例如德國Hoechst(3)聚磷酸氨化法其工藝過程如圖3。公司Exoiit505就是用己內(nèi)酰胺處理紅磷而制得的(4)P2O5-(NH4)2HPO4-NH3聚合法其化學(xué)反應(yīng)商品。紅磷安全無毒，熱穩(wěn)定性好(甚至到450C仍式如下，工藝流程如圖4。是穩(wěn)定的)，添加量少。用它處理的聚合物，比用普nP2O5+n(NH4)

6、2HPO4+nNH3～3(NH4PO3)n通阻燃劑有較好的物理性能。尤其是用己內(nèi)酰胺、(5)P2O5-NH3(g)-H2O(g)高溫氣相聚合法反應(yīng)石蠟油、氯化石蠟等處理過的紅磷，阻燃效果更好。式如下：長鏈聚磷酸銨(簡稱APP)，化學(xué)式為(NH4)n+2收稿日期：2001-08-10PnO3n+1,n=20~1000，當(dāng)n很大時，可寫為(NH4PO3)n。作者簡介：貢長生（1944-），男，湖北蘄春人，教授，主要從事磷化APP是近20年來發(fā)展起來的一種高效無機阻燃劑，學(xué)化工的研究。·I0·貢長生等：磷系阻燃

7、劑的合成和應(yīng)用2002年第2期表I磷系阻燃劑的主要品種類型品種結(jié)構(gòu)含量商品名稱生產(chǎn)廠家無EXoIit505Hoechst機磷P30PhoschekP30MonsantoPI0ReomoITPPCiba-GeigyP8FIeXoITCPUnionCarbideP7.6-8.0Reofos95Ciba-GeigyP7,CI49FyroIFR-2StaufferPI0.8,CI36.7DisfIamoIITCABayerP4,Br69FiremasterT23PMichiganP5,CII8,Br42FG-I0

8、0TeijinChem(日）PII.3VircoI82MobiI磷Xy(X+y=3,4)酸PI0,CI36Phosgard2XC-20Monsanto酯PI3,CI3IThermoIinI0IOIin類PI4,CI26FyroI99StaufferPI3,CI26FyroIBis-BetaStauffer膦PI2.6,N5FyroI6Stauffer酸PI5,N7PyrovaterCPCiba-GeigyPI5,CI27Pho