傳統鹵系阻燃劑燃燒時發煙量大,還會釋放有毒腐蝕性氣體,而磷系阻燃劑不僅可以克服以上缺點, 還能改善無機阻燃劑添加量升高導致材料物理力學性能下降的缺點。磷系阻燃劑主要是通過在材料與氧化劑、熱源之間形成隔離膜來達到阻燃效果,其阻燃效果優良,低煙低毒,無腐蝕性氣體產生,因而獲得了廣泛應用。
有機磷系阻燃劑主要包括磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。無機磷系阻燃劑主要包括紅磷(微膠囊化紅磷)、聚磷酸銨和磷酸鹽(如磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨等)。
紅磷,又名赤磷(英文名:Phosphorus red),是紫紅或略帶棕色的無定形粉末,有光澤。紅磷是磷的同素異形體之一。密度2.34g/cm3,加熱升華,但在4300KPa壓強下加熱至590℃可熔融。汽化后再凝華則得白磷。難溶于水和CS2,乙醚、氨等,略溶于無水乙醇,無毒無氣味,燃燒時產生白煙(注:白煙為五氧化二磷),煙有毒。
紅磷作為非鹵阻燃劑,應用在多種塑料、橡膠等材料中(如電子器材、電視機殼等),具有添加量低、阻燃性能好、燃燒無煙、價格低等優點。紅磷還用于制造火柴、農藥、有機合成甚至森林滅火等。
不過值得注意的是,在實際應用中,紅磷阻燃劑仍存在不少缺點,比如:
紅磷極易吸潮和氧化,表面慢慢形成磷的氧化物或酸,同時放出劇毒的磷化氫;
紅磷與大多數塑料基體聚合物相容性不好,影響材料性能,加工困難;
紅磷的著火點為240~250 ℃,且對熱、摩擦和沖擊相當敏感,在使用中存在安全隱患;
紅磷的本身帶有很深的紫紅色,易使被其阻燃的制品著色;
紅磷可經吸入、食入和皮膚接觸等途徑進入人體。經常攝入紅磷粉塵,可引起慢性磷中毒;長期皮膚接觸可引起皮炎;
紅磷對水生生物有一定的毒性,還會引起水體富營養化等問題。
因此,近幾年紅磷先后被Apple,Lenovo,Panasonic等大品牌廠商列入限用甚至禁用的物質,一些國際買家也對其使用做了限制。比如歐、美、日、韓等不少電子電氣企業將紅磷列入產品的環境管理標準中,有的設置了使用限值,有的甚至禁止使用。
其實隨著新的技術發展,研究人員利用膠囊包覆技術、采用不同囊才、采取多重包覆工藝技術,以及在顏色上取得的突破,實現了紅磷白度化,基本上克服了紅磷容易吸潮、易氧化的問題,同時也突破了顏色上的局限。這種新型的白度化膠囊紅磷,也叫白度化紅磷阻燃劑,將會迎來新的發展契機。
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