三嗪系阻燃劑課件

1、阻燃科學(xué)與技術(shù)主講教師 鄧鑫 講師三嗪系阻燃劑三嗪系阻燃劑簡(jiǎn)介三聚氰胺及其鹽類鹵代三嗪阻燃劑三嗪類齊聚物和縮聚物含N、P等的其它三嗪系阻燃劑三嗪系阻燃劑簡(jiǎn)介目前，人們不僅要求阻燃劑具有適當(dāng)?shù)淖枞夹阅芏乙笃湟譄熀蜏p少材料燃燒時(shí)有毒氣體的釋放，同時(shí)又不致過多惡化材料的各種使用性能。以三嗪為母體的阻燃劑則以其優(yōu)異的阻燃綜合性能日益受到人們的青睞。所謂三嗪類化合物，也就是三聚氰胺（MA）及其鹽，它們可以單獨(dú)使用，也常作為混合膨脹型阻燃劑的組分。三嗪阻燃劑主要通過分解吸熱及生成不燃?xì)怏w以稀釋可燃物而發(fā)揮作用。優(yōu)點(diǎn)：無色，無鹵，低毒，低煙，不產(chǎn)生腐蝕氣體，價(jià)廉，抗紫外照射等。缺點(diǎn)：阻燃效率欠佳，與熱塑

2、性高聚物的相容性不好，不利于在被阻燃基材中分散，使被阻燃物粘度增高。三嗪阻燃劑最早是用于對(duì)聚氨酯泡沫塑料進(jìn)行阻燃處理，以解決其它阻燃劑所不能解決的問題。 三聚氰胺及其鹽類三聚氰胺及其鹽類是一類廣泛使用的阻燃劑，尤其適用作為膨脹型阻燃劑成分。三聚氰胺的阻燃機(jī)理尚不十分清楚，但已知它在加熱時(shí)發(fā)生逐步消除，脫去氨而形成多種縮聚物。三聚氰胺（melamine)三聚氰胺它可由尿素高溫?zé)峤饣驓淝杷嶂苽?，系白色單斜晶體，不可燃，加熱易升華，急劇加熱則分解。它成為優(yōu)良阻燃劑的原因是：(a)在250-450發(fā)生分解反應(yīng)，吸收大量的熱，并放出氨；(b)能夠影響材料的熔化行為，并加速其炭化成焦。三聚氰胺價(jià)廉，無腐蝕

3、性，對(duì)皮膚和眼睛無刺激作用，也不是致變物，對(duì)聚氨酯和三嗪樹脂等的物化性質(zhì)影響很小，是這類基材的理想阻燃劑。三聚氰胺的缺點(diǎn)是高溫分解時(shí)產(chǎn)生有毒的氰化物。三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）80年代，日本、美國(guó)發(fā)明了三聚氰胺氰尿酸絡(luò)合物，它們由三聚氰胺和氰脲酸反應(yīng)制得。是一種潤(rùn)滑劑和阻燃劑，系白色結(jié)晶粉末，無臭、無味，在300以下受熱非常穩(wěn)定，350 左右開始升華，但不分解，其分解溫度約為440-450 。MCA含氮量高，極易吸潮，高溫時(shí)脫水成炭，燃燒時(shí)放出氮?dú)?，沖淡了氧和高聚物分解產(chǎn)生的可燃?xì)鉂舛龋覛怏w的生成和熱量的對(duì)流帶走了一部分熱量，因而具備阻燃功能。 MCA主要用作反應(yīng)型阻燃劑，廣泛用于橡膠、尼

4、龍、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸乳液和其它烯烴樹脂。據(jù)國(guó)外資料報(bào)導(dǎo)，MCA作為環(huán)氧樹脂的阻燃劑，可將氧指數(shù)由24-28提高到46-48，且特別適用于阻燃電器元件和部件。將它加入醋酸乙烯酯乳液、丙烯酸酯乳液及橡膠乳液中，可制成阻燃型涂料，其涂膜密著性和平滑性均優(yōu)，且無著色污染。C6H9N9O3 季戊四醇酸式磷酸酯的三聚氰胺鹽鹵代三嗪阻燃劑 氯代三嗪（DACT） DACT與甲醛以1：4（摩爾比）的比例混合，在6070下加熱攪拌0.5h，即得2，4-二（N，N-二羥甲基氨基）-6-（1，1，1-三氯甲基）-1，3，5-三嗪（TM-DACT）TM-DACTDACT與TM-DACT均為白色粉末，熔點(diǎn)高于3

5、20，以DACT與磷酸配合處理棉麻纖維織物，當(dāng)添加量80%時(shí)，氧指數(shù)可達(dá)35。DACT的磷酸浴液處理的織物手感好，阻燃性高，操作簡(jiǎn)單。DACT不含活性羥基，不與纖維交聯(lián)，因而耐洗性較差。此外，目前尚未找到TM-DACT的合適溶劑。溴代三嗪（DABT和TM-DABT）在KOH存在下，三溴甲烷與丙烯腈反應(yīng)生成-三溴丁腈，后者在乙醇的鹽酸溶液中酯化，再與雙胍反應(yīng)，即得2，4-二氨基-6-（3，3，3-三溴丙基）-1，3，5-三嗪（DABT）TM-DABT 優(yōu)點(diǎn)：用它處理棉花時(shí)添加量很小，加工簡(jiǎn)易，耐洗性好，可在140的相對(duì)低溫下快速交聯(lián)固化，不需外加催化劑和協(xié)同劑，手感和皺折恢復(fù)性良好。 缺點(diǎn)：用D

6、MF作溶劑，對(duì)熱敏感，交聯(lián)固化時(shí)有甲醛放出。其他含溴取代三嗪如以氧指數(shù)和炭焦化長(zhǎng)度衡量，脂肪族溴比芳香族溴對(duì)棉花的阻燃效果好，這是由于苯環(huán)中C-Br和C-H鍵的鍵能比脂肪族化合物中相應(yīng)的鍵能略高，隨C-Br鍵的適當(dāng)減弱，阻燃性增強(qiáng)?；衔颽化合物b化合物c化合物d三嗪類齊聚物和縮聚物三嗪類齊聚物在極性溶劑中，于-10-10及PH值為5-7下，氰尿酰氯與一級(jí)胺（烷基碳原子數(shù)為1-20）或環(huán)上含一個(gè)氮的雜環(huán)化合物反應(yīng)，可生成2，6-二氯-1，3，5-三嗪的4-胺基衍生物，后者再在非極性溶劑中與二胺（烷基碳原子數(shù)為2-6）或取代呱嗪反應(yīng)，則可得聚合度為5-20的三嗪齊聚物。該類產(chǎn)品不溶于水，以5-8

7、%的該產(chǎn)品與10-20%的磷酸銨處理高聚物，可得到低煙，阻燃的熱塑性高聚物。三嗪衍生物與鹵系阻燃劑的縮合產(chǎn)物此類縮合物溴含量高，阻燃性好，熱穩(wěn)定性非常高（400以上），且耐紫外線，可用于高溫阻燃，它們能與多種助劑相容，可單獨(dú)使用，也可與協(xié)同劑共混。與五溴芐基溴的縮合產(chǎn)物在90下，將五鹵芐基溴溶于DMF，再加入三聚氰酸的三鈉鹽，于90-95下攪拌過夜，即得三（五鹵芐基）異氰尿酸酯。產(chǎn)品為白色粉末，可用于多種材料阻燃。與五鹵芐醇的縮合物將氰尿酰氯和五鹵芐醇加和二氯苯中，回流1h后，分批加入干燥的NaOH粉末，再攪拌冷卻到室溫，即得2，4，6-三（五鹵芐基）-1，3，5-三嗪。含N、P等的其它三嗪系阻燃劑 三聚氰胺的羥甲基和低級(jí)烷氧基衍生物2,4,6-三（N-羥甲基氨基）-1，3，5-三嗪2,4,6-三（N-羥甲基-N-甲氧甲基氨基）-1，3，5-三嗪2,4,6-三（N，N-二羥甲基氨基）-1，3，5-三嗪2,4,6-三（ N，N-二甲氧甲基氨基）-1，3，5-三嗪用此類化合物阻燃聚氨酯塑料時(shí)，引燃后燃燒持續(xù)時(shí)間短。三嗪系阻燃劑所需添加量小，大