Элементарный фосфор легко воспламеняется, но в смоле процесс действия красного фосфора и других фосфорсодержащих добавок не является простым окислением.Фосфорсодержащие добавки в основном работают в конденсированной фазе.Огнезащитный механизм есть

I. Когда смола горит, она соединяется с кислородом воздуха с образованием углекислого газа, воды и сажи (углерода).

CmHm O₂ → СО₂ H₂ОС

II.Красный фосфор соединяется с кислородом и водой в воздухе, образуя конденсированную фосфорную кислоту (полимер фосфорной кислоты).

ПО₂ H₂O → (HPOx)n конденсированная фосфорная кислота

III.Сажа (углерод), полученная на этапе I, смешивается с конденсированной фосфорной кислотой, полученной на этапе II, с образованием тонкой пленки на поверхности пластика.

Эта пленка, известная как «уголь», не пропускает кислород, поэтому пламя гаснет.

Механизм антипирена каждого антипирена на основе фосфора определяется структурой антипирена и продукта сгорания.

Огнестойкий механизм красного фосфора

Обычно считается, что механизм огнестойкости красного фосфора осуществляется в конденсированной фазе.Когда полимер, добавленный с антипиреном на основе красного фосфора, сжигается, красный фосфор сначала окисляется с образованием фосфорной кислоты, а затем фосфорная кислота подвергается дальнейшей дегидратации с образованием метафосфорной кислоты и полиметафосфорной кислоты.

Поэтому на поверхности полимера образуется негорючая жидкая защитная пленка;в то же время из-за сильной дегидратации метафосфорной кислоты и полиметафосфорной кислоты происходит обезвоживание и карбонизация поверхности полимерного материала с образованием плотного карбонизированного слоя.

С одной стороны, жидкая пленка и карбонизированный слой могут препятствовать выделению тепла и кислорода и в то же время эффективно предотвращать диффузию горючего газа, образующегося при высокотемпературном разложении полимера, тем самым подавляя горение материала и обеспечивая назначение огнезащиты.

По сравнению с другими антипиренами, содержащими фосфор, красный фосфор имеет более высокое содержание фосфора.Следовательно, для достижения той же степени огнестойкости количество добавляемого красного фосфора меньше, чем у других антипиренов, а полимерный антипирен с ним имеет лучшие физико-механические свойства.

Красный фосфор, покрытый микрокапсулами, также называется микроинкапсулированным красным фосфором, и размер его частиц довольно мал, сетка может достигать 800-2500 меш.Красный фосфор, покрытый микрокапсулами, может быть получен микрокапсулированием красного фосфора с различными материалами капсул.

Принцип приготовления микрокапсульного антипирена заключается в том, что антипирен быстро и равномерно взвешивается в жидкой фазе под действием механического перемешивания и диспергирующего агента, а на его поверхности используется подходящий материал капсулы для образования микронных размеров физическим или химическим путем. методы.Толстая плотная стенка капсулы делает огнестойкий материал свободным от влияния внешней среды, такой как тепло, свет, кислород, влага, кислота, щелочь и т.д.

Для микрокапсулированных антипиренов стенка капсулы может выдерживать высокую температуру и давление при переработке полимера и не может химически реагировать с инкапсулированным антипиреном.Когда продукт подвергается воздействию высокой температуры, стенка капсулы может немедленно расплавиться и разорваться.Таким образом, антипирен высвобождается для достижения цели антипирена.

После микрокапсулирования красного фосфора устраняются некоторые недостатки использования только красного фосфора в качестве антипирена.Однако для красного фосфора с покрытием, производимого разными компаниями, из-за разницы в материале и технологии капсул качество продукта все же сильно отличается.

В целом красный фосфор с покрытием имеет следующие преимущества:

1. Устранить скрытые опасности красного фосфора при хранении, транспортировке, производстве и переработке.

2. Решить проблему, заключающуюся в том, что обычный красный фосфор легко впитывает влагу, имеет плохую совместимость с полимерными материалами, легко самовозгорается.

3. Отбеливание, разбавление (но не удаление) цвета красного фосфора и расширение области применения красного фосфора.Из-за проблем с цветом покрытие красным фосфором также в основном используется для темных подложек или огнезащитных добавок, которые не требуют яркого цвета.Он широко используется в кабелях.

4. Улучшить совместимость с подложкой, уменьшить размер частиц, правильную форму и уменьшить влияние на механические свойства подложки.

5. Благодаря выбору материала мешка можно реализовать компаундирование различных огнезащитных элементов (антипиренов) для улучшения огнестойкости и эффективности подавления дыма, а плотность дыма мала.

6. Продукт имеет высокую устойчивость к индексу следов утечки (CTI), что имеет очевидные преимущества в электронных и электрических приложениях.

7. Низкая цена, преодолевая недостатки высокой стоимости вспучивающихся антипиренов на основе органического фосфора и азота и большого количества неорганических антипиренов.

Приложения

Микрокапсульный антипирен с красным фосфором широко используется в ПЭТ (полибензоатный кабельный материал), ПК (поликарбонатный инженерный пластик), ПБТ (технический пластик), ПА (нейлон), АБС, ПЭ (полиэтиленовый кабельный материал).Термопластичные смолы, такие как EVA (кабельный материал на основе сополимера этилена и винилацетата), также могут использоваться в качестве антипирена для эпоксидных, фенольных, ненасыщенных полиэфирных и других термореактивных смол, а также для бутадиенового каучука, этиленпропиленового каучука и волокнистых тканей.Он особенно подходит для мест, где для удовлетворения требований требуется небольшое количество антипирена.