浅述有机磷阻燃剂研究新进展

近几十年来，由高分子材料引发的火灾给人们的生命安全造成了巨大的威胁，由此建筑材料的阻燃处理备受关注。目前常用的阻燃剂有有机卤系、有机磷系以及无机阻燃剂等几类。卤系阻燃剂自20世纪60年代起即是阻燃剂领域内的骄子，其原因是这类阻燃剂不但阻燃效率高、用量少、对材料的性能影响小，而且价格适中。但自1986年起，卤系阻燃剂受到了二噁英问题的困扰，再加上以其阻燃的高分子材料在热裂及燃烧时生成大量的烟尘及腐蚀性气体，卤系阻燃剂的应用不容乐观。在欧美等国家，越来越多的用户特别是电子、电气行业对卤系阻燃剂持谨慎态度。无机阻燃剂近些年崭露头角，其优点是低毒、低烟、低腐蚀，且价格低廉。但由于所需添加量较大，往往会影响材料机械性能，这点使其应用受到了限制。有机磷系阻燃剂并非新型阻燃剂，但因其低烟、低毒、无卤等优点，在环保要求越来越高的今天，逐渐受到人们的青睐。

早期开发应用的有机磷系阻燃剂有：磷酸三苯酯、磷酸三（二甲苯）酯、磷酸三乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基膦酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯、磷酸三（2，3-二溴丙基）酯、三（二溴苯基）磷酸酯等［8］。但这些磷酸酯产品多为液态，耐热性差，挥发性大，影响了阻燃效果和阻燃持久性；磷卤系阻燃剂也因其含卤等问题，应用受到一定的限制。因此，挥发性低、耐热性能好以及阻燃持久的新型环保有机磷阻燃剂的研究开发逐渐成为目前研究的热点。

针对已工业化的有机磷阻燃剂挥发性大、热稳定性不佳以及磷卤阻燃剂毒性等问题，近些年国内外报道了大量新型有机磷类阻燃剂，且部分已经工业化。以氮、硅作为阻燃元素的阻燃剂以其高效、低烟、低毒、绿色环保等优点受到了人们的广泛关注。在有机磷阻燃剂分子设计中，将氮元素或硅元素引入而得到的磷-氮阻燃剂或磷-硅阻燃剂往往可以发挥两者的协同阻燃作用。

双酚A双（二苯基磷酸酯）（BDP）和间苯二酚双（二苯基磷酸酯）（RDP）是近年来开发出的新型无卤环保有机磷类阻燃剂。与传统有机磷阻燃剂相比，它们具有分子量大、热稳定性高、挥发性低以及阻燃效率高等特点。作为高聚物的添加型阻燃剂，其主要应用于热塑性工程塑料如PC／ABS共混物、聚乙烯及泡沫聚氨酯中，显示出十

分优异的阻燃效果。添加型阻燃剂在工业应用上经济、方便，但它存在着与聚合物相容性差，使聚合物机械性能降低等缺陷，限制了它在一些高端产品上的应用。而通过含磷活性单体对聚合物的主链、侧链或固化剂分子的结构进行改性等途径把磷引入聚合物，对于一些通用聚合物（如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈等），采用添加型阻燃剂，一般所需量较大；而通过自由基反应将乙烯基含磷单体共聚入这些聚合物中，也可提高这些聚合物的阻燃性。尽管采用该方法所得聚合物中的磷含量很低，但其阻燃效果有时可与高含量的添加型磷系阻燃剂相媲美。

磷-氮阻燃剂多属于膨胀型阻燃剂。膨胀型阻燃剂是近些年来发展较快的一类环保型阻燃剂，它以磷、氮为主要活性组分，不含卤素，也无需采用氧化锑为协助剂；其材料或制品燃烧时，仅放出少量的烟，且无卤化氢等有毒气体产生，还可以防止熔滴的产生。

膦腈（phosphazene）是一类骨架由磷和氮原子交替排列的化合物，它们兼具无机物和有机物的优异性能，因而在阻燃领域具有广泛的应用范围和良好的应用前景。

硅系阻燃剂是阻燃家族中的后起之秀，它的开发后于卤系和磷系阻燃剂，但它以其优秀的阻燃性（低燃速、低释热、防滴落），良好的加工性（高流动性），特别是对环境友好（低烟、低一氧化碳生成量）而备受人们的关注。

然而单一使用时，硅系阻燃剂往往与聚合物的相容性欠佳，且价格偏高。而当磷、硅阻燃剂共同使用时，在高温下，磷催化促成炭的形成，而硅则增加这些炭层的热稳定性，从而发挥磷、硅协同阻燃效果，提高阻燃效率，降低应用成本。随着防火安全标准的日益严格和塑料产量的高速增长，全球阻燃剂的生产销售也以年3.0%~7.0%的速度增加；加之人们对环保的日益重视，卤系阻燃剂的统治地位逐渐被动摇，这给磷系阻燃剂提供了更大的发展空间。然而任何一种阻燃剂要得到广泛应用，就必须在技术上成熟，经济上可行。目前虽有多种新型的磷系阻燃剂被研制和报道，但尚未进入工业化生产和应用领域。尤其是本质含磷阻燃剂，由于制备工艺复杂、生产成本高，使其难以工业化。与卤系阻燃剂相比，一些磷系阻燃剂在效能和价格上还不能与之匹敌。因此，解决磷系阻燃剂目前存在的问题还需进一步努力。

 

 

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