Fosforbaserede flammehæmmere er en type højeffektive, pålidelige og udbredte flammehæmmere, der har fået betydelig opmærksomhed fra forskere. Der er opnået bemærkelsesværdige resultater i deres syntese og anvendelse.
1. Anvendelse af fosforbaserede flammehæmmere i PP
Polypropylens (PP) fysiske egenskaber spiller en afgørende rolle i dets industrielle anvendelser. Dets begrænsede iltindeks (LOI) er dog kun omkring 17,5 %, hvilket gør det meget brandfarligt med en hurtig forbrændingshastighed. Værdien af PP-materialer i industrielle anvendelser påvirkes af både deres flammehæmmende egenskaber og fysiske egenskaber. I de senere år er mikroindkapsling og overflademodifikation blevet de primære tendenser inden for flammehæmmende PP-materialer.
Eksempel 1: Ammoniumpolyfosfat (APP) modificeret med et silankoblingsmiddel (KH-550) og en silikoneharpiks-ethanolopløsning blev påført PP-materialer. Da massefraktionen af modificeret APP nåede 22%, steg materialets LOI til 30,5%, mens dets mekaniske egenskaber også opfyldte kravene og overgik PP-materialer flammehæmmede med umodificeret APP.
Eksempel 2: APP blev indkapslet i en skal bestående af melamin (MEL), hydroxylsilikoneolie og formaldehydharpiks via in-situ polymerisering. Mikrokapslerne blev derefter kombineret med pentaerythritol og påført PP-materialer for at opnå flammehæmning. Materialet udviste fremragende flammehæmning med en LOI på 32% og en vertikal brændtestvurdering på UL94 V-0. Selv efter behandling med varmt vand bevarede kompositten god flammehæmning og mekaniske egenskaber.
Eksempel 3: APP blev modificeret ved at belægge det med aluminiumhydroxid (ATH), og det modificerede APP blev kombineret med dipentaerythritol i et masseforhold på 2,5:1 til brug i PP-materialer. Da den samlede massefraktion af flammehæmmeren var 25 %, nåede LOI 31,8 %, flammehæmningsvurderingen opnåede V-0, og den maksimale varmeafgivelseshastighed blev reduceret betydeligt.
2. Anvendelse af fosforbaserede flammehæmmere i PS
Polystyren (PS) er meget brandfarligt og fortsætter med at brænde, efter at antændelseskilden er fjernet. For at imødegå problemer som høj varmeafgivelse og hurtig flammespredning spiller halogenfri fosforbaserede flammehæmmere en afgørende rolle i PS' flammehæmning. Almindelige flammehæmmende metoder til PS omfatter belægning, imprægnering, børstning og flammehæmning i polymerisationsfasen.
Eksempel 1: Et fosforholdigt flammehæmmende klæbemiddel til ekspanderbart PS blev syntetiseret via sol-gel-metoden ved hjælp af N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan og fosforsyre. Flammehæmmende PS-skum blev fremstillet ved hjælp af en belægningsmetode. Når temperaturen oversteg 700 °C, dannede PS-skummet behandlet med klæbemidlet et forkullet lag på over 49 %.
Forskere verden over har introduceret fosforholdige flammehæmmende strukturer i vinyl- eller akrylforbindelser, som derefter copolymeriseres med styren for at producere nye fosforholdige styrencopolymerer. Undersøgelser viser, at fosforholdige styrencopolymerer udviser signifikant forbedret LOI og forkulningsrester sammenlignet med ren PS, hvilket indikerer overlegen termisk stabilitet og flammehæmning.
Eksempel 2: En vinyltermineret oligomer phosphathybridmakromonomer (VOPP) blev podet på hovedkæden af PS via podecopolymerisation. Podecopolymeren udviste flammehæmning gennem en fastfasemekanisme. Efterhånden som VOPP-indholdet steg, steg LOI, den maksimale varmeafgivelseshastighed og den samlede varmeafgivelse faldt, og smeltedrypningen forsvandt, hvilket demonstrerede signifikante flammehæmmende effekter.
Derudover kan uorganiske fosforbaserede flammehæmmere kemisk bindes med grafit- eller nitrogenbaserede flammehæmmere til brug i PS-flammehæmning. Belægnings- eller børstningsmetoder kan også anvendes til at påføre fosforbaserede flammehæmmere på PS, hvilket forbedrer materialets LOI og forkulningsrester betydeligt.
3. Anvendelse af fosforbaserede flammehæmmere i PA
Polyamid (PA) er meget brandfarligt og producerer betydelig røg under forbrænding. Da PA er meget udbredt i elektroniske komponenter og udstyr, er risikoen for brandfare særlig alvorlig. På grund af amidstrukturen i hovedkæden kan PA flammehæmmes ved hjælp af forskellige metoder, hvor både additive og reaktive flammehæmmere har vist sig at være yderst effektive. Blandt flammehæmmende PA'er er alkylfosfinatsalte de mest anvendte.
Eksempel 1: Aluminiumisobutylphosphinat (A-MBPa) blev tilsat en PA6-matrix for at fremstille et kompositmateriale. Under flammehæmningstest blev A-MBPa nedbrudt før PA6 og dannede et tæt og stabilt forkullet lag, der beskyttede PA6. Materialet opnåede en LOI på 26,4% og en flammehæmningsvurdering på V-0.
Eksempel 2: Under polymerisationen af hexamethylendiamin og adipinsyre blev 3 vægt% af det flammehæmmende middel bis(2-carboxyethyl)methylphosphinoxid (CEMPO) tilsat for at producere det flammehæmmende middel PA66. Undersøgelser viste, at det flammehæmmende middel PA66 udviste bedre flammehæmning sammenlignet med konventionel PA66, med en signifikant højere LOI. Analyse af det forkullede lag afslørede, at den tætte forkullede overflade af det flammehæmmende middel PA66 indeholdt porer af varierende størrelser, hvilket hjalp med at isolere varme- og gasoverførsel, hvilket demonstrerede bemærkelsesværdig flammehæmmende ydeevne.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Opslagstidspunkt: 15. august 2025
