摘要 将三(1-氧代-l-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(trimer)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了它对PC阻燃性能、机械性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。将trimer用于PC时,其质量分数为8%的用量即可使PC的阻燃级别达到UL 94 V-O(试样厚度为3.2mm)级,极限氧指数达33%。值得注意的是,加入trimer可改善PC的拉伸强度,特别是弯曲强度及弯曲模鞋。热分析数据表明,trimer可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率。此外,扫描电子显微镜照片显示,trimer可使炭层轻微发泡膨胀,也可改善炭层质量。
关键词:聚碳酸酯 三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯 阻燃
聚碳酸酯(PC)的综合性能优异,广泛用于电子、电气、机械、汽车、航空航天等领域。PC本身具有一定的阻燃性,极限氧指数(LOI)约24%,阻燃级别可达UL 94 V-2,但很多应用场所需要使用UL 94 V-0级的PC,因此.仍需进一步进行阻燃PC的研究。目前,阻燃PC的工业化产品仍多以溴系阻燃剂(如含溴环氧低聚物、含溴碳酸酯低聚物等)阻燃。虽然此类阻燃产品的性能较为优越,成本也相对低廉,但由于它对环境保护不利,正受到严重的挑战,只是由于技术和经济两方而的原因,尚无可选用的替代品,故仍在使用之中。综合考虑性能、价格及环保三大要素,在阻燃剂及阻燃塑料无卤化的进程中,首先为人们看好的是磷系阻燃剂。
现用磷酸酯中,芳香族磷酸酯[如双酚A双(二苯基磷酸酯)及间苯二酚双(二苯基磷酸酯)等]具有较高的热稳定性,可用于阻燃PC。但是,大多数芳香族磷酸酯的水解稳定性较低,多为液态,因而易挥发、增塑作用强、使PC的热变形温度下降,且大多数磷酸酯本身的热稳定性也不尽如人意。三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯为本实验室开发的一种同体笼形磷酸酯。其突出的优点是耐热性高,磷含量为21.2%,不溶于水,对水解稳定,不含卤素,对被阻燃基材的热变形温度影响小。本工作将trimer用于阻燃PC。研究表明,trimer不仅能有效改善PC的阻燃性能(包括LOI及UL 94阻燃级别),而且能提高PC的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量。此外,trimer可提前并加速PC的交联成炭,可使炭层轻微发泡膨胀,也可提高炭层质量。
摘要 将三(1-氧代-l-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(trimer)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了它对PC阻燃性能、机械性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。将trimer用于PC时,其质量分数为8%的用量即可使PC的阻燃级别达到UL 94 V-O(试样厚度为3.2mm)级,极限氧指数达33%。值得注意的是,加入trimer可改善PC的拉伸强度,特别是弯曲强度及弯曲模鞋。热分析数据表明,trimer可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率。此外,扫描电子显微镜照片显示,trimer可使炭层轻微发泡膨胀,也可改善炭层质量。
聚碳酸酯 三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯 阻燃
聚碳酸酯(PC)的综合性能优异,广泛用于电子、电气、机械、汽车、航空航天等领域。PC本身具有一定的阻燃性,极限氧指数(LOI)约24%,阻燃级别可达UL 94 V-2,但很多应用场所需要使用UL 94 V-0级的PC,因此.仍需进一步进行阻燃PC的研究。目前,阻燃PC的工业化产品仍多以溴系阻燃剂(如含溴环氧低聚物、含溴碳酸酯低聚物等)阻燃。虽然此类阻燃产品的性能较为优越,成本也相对低廉,但由于它对环境保护不利,正受到严重的挑战,只是由于技术和经济两方而的原因,尚无可选用的替代品,故仍在使用之中。综合考虑性能、价格及环保三大要素,在阻燃剂及阻燃塑料无卤化的进程中,首先为人们看好的是磷系阻燃剂。
现用磷酸酯中,芳香族磷酸酯[如双酚A双(二苯基磷酸酯)及间苯二酚双(二苯基磷酸酯)等]具有较高的热稳定性,可用于阻燃PC。但是,大多数芳香族磷酸酯的水解稳定性较低,多为液态,因而易挥发、增塑作用强、使PC的热变形温度下降,且大多数磷酸酯本身的热稳定性也不尽如人意。三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯为本实验室开发的一种同体笼形磷酸酯。其突出的优点是耐热性高,磷含量为21.2%,不溶于水,对水解稳定,不含卤素,对被阻燃基材的热变形温度影响小。本工作将trimer用于阻燃PC。研究表明,trimer不仅能有效改善PC的阻燃性能(包括LOI及UL 94阻燃级别),而且能提高PC的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量。此外,trimer可提前并加速PC的交联成炭,可使炭层轻微发泡膨胀,也可提高炭层质量。