三嗪系阻燃劑

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少材料燃燒時有毒氣體的釋放，同時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，它們可以單獨使用，也常作為

2、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氣體以稀釋可燃物而發(fā)揮作用。優(yōu)點：無色，無鹵，低毒，低煙，不產(chǎn)生腐蝕氣體，價廉，抗紫外照射等。缺點：阻燃效率欠佳，與熱塑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聚氨酯泡沫塑料進行阻燃處理，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

3、阻燃機理尚不十分清楚，但已知它在加熱時發(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)峤饣驓淝杷嶂苽洌蛋咨珕涡本w，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。三聚氰胺價廉，無腐蝕性，對皮膚和眼睛無刺激作用，也不是致變物，對聚氨酯和三嗪樹脂等的物化性質(zhì)影響很

4、小，是這類基材的理想阻燃劑。三聚氰胺的缺點是高溫分解時產(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，高溫時脫水成炭，燃燒時放出氮氣，沖淡了氧和高聚物分解產(chǎn)生的可燃氣濃度，而且氣體的生

5、成和熱量的對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)國外資料報導(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,

6、氯代三嗪（DACT）,DACT與甲醛以1：4（摩爾比）的比例混合，在60~70℃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-DACT,DACT與TM-DACT均為白色粉末，熔點高于320℃，以DACT與磷酸配合處理棉麻纖維織物，當(dāng)添加量80%時，氧指數(shù)可達35。DACT的磷酸浴液處理的織物手感好，阻燃性高，操作簡單。DACT不含活性羥基，不與纖維交聯(lián)

7、，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γ-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：用它處理棉花時添加量很小，加工簡易，耐洗性好，可在140℃的相對低溫下快速交聯(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

8、：用DMF作溶劑，對熱敏感，交聯(lián)固化時有甲醛放出。,其他含溴取代三嗪如以氧指數(shù)和炭焦化長度衡量，脂肪族溴比芳香族溴對棉花的阻燃效果好，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。,化合物a,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，氰尿酰氯與一級胺（烷基碳原子數(shù)為1-20）或環(huán)上含一個氮的

9、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%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，可單獨使用，

10、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烷氧基衍生物,2,4,6

11、-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，引燃后燃燒持續(xù)時間短。,,三嗪系阻燃劑所需添加量小，大部分產(chǎn)品溶于水，為白色粉末，故工藝簡單，無著色污染，與多種材料有較好的相容性，對基材的使用性能影響較小，可作為多種材料的反應(yīng)型或