科创中国
无卤阻燃增效技术
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-10-17 16:16:05
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-30 09:26:33
高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于国民经济和人民生活的各个领域，但是大多数高分子材料因其易燃性而导致的火灾时常发生，对人们生命安全和环境造成巨大的危害。在火灾死亡的人当中，大部分是因为吸入有害物质窒息致死。因此，高分子材料的阻燃化近年来受到全社会的广泛关注，其关键技术则是阻燃剂。过去大多使用含有卤素的阻燃剂，随着许多国家禁止使用有毒有害阻燃剂，市场对于环境友好无卤阻燃产品的需求日益迫切。本成果结合聚合物自身的特性，进行针对性的无卤阻燃改性，尽量降低或消除材料在火灾中的安全隐患。本技术是尤其针对电子器件等制造领域应对欧盟 REACH 法案和 RHOS 指令做出的迅速反应，其产品的顺利研发与运用将满足我国电子产品出口创汇的需求，特别是打破了欧盟一些法案在电子封装材料领域对无卤阻燃材料的技术壁垒，也促进了中国国民经济的平稳、快速发展。
该成果的主要创新点包括：采用反应型阻燃技术对环氧树脂进行阻燃改性， 实现磷、氮、硅三者协同阻燃；解决了聚烯烃类高分子材料的无卤化导致阻燃效率低的技术难题，改善了聚烯烃的阻燃性、抗熔融滴落性与流延起火性.
技术特点：针对氢氧化铝和氢氧化镁等无卤阻燃剂的阻燃效果差、添加量大、对材料的加工、电性能、力学性能和表观性能影响大的问题，采用包覆/复合技术，提高无卤阻燃剂的阻燃效率，在减少20～40%的用量下，达到原有的阻燃性能，综合热力学性能和加工流动性能得到显著改善。
技术状态：小试成功，正在申请发明专利。
前景预期：氢氧化铝和氢氧化镁被称为环保安全型无卤阻燃剂，被广泛用于聚烯烃塑料和各种橡胶的阻燃和抑烟剂，但由于阻燃效率低，需要的加入量一般要达到100—200份，对材料的各项性能造成了很大损害。本技术针对氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃增效技术，可以实现在大量减少用量的前提下的高效阻燃。具有很好的应用前景。
高分子材料广泛应用于工业生产及人们的生活中,高层建筑、室内装潢、电器、汽车以及煤矿井下的传送带等所涉之处皆有高分子材料的存在。高分子材料的消费量,已经成为一个国家或地区科技发达水平的标志,其广泛应用的同时,但是,大多数高分子材料都有一个致命的缺点,即在高温下易分解、燃烧。它们的氧指数大多都小于21,而空气中的氧含量为21％,所以,只要遇到火源,大多数高分子材料都会在空气中被点燃,继而燃烧,其熔融滴落物还可以引燃其他可燃物。另外,高分子材料燃烧时受热分解所放出的毒气、黑烟对人们的生命安全更是造成巨大的威胁与伤害。因此,高分子材料的阻燃研究受到了社会的重视,同时促进了阻燃剂和阻燃材料的快速发展。
目前，大量应用于高分子材料的阻燃剂，主要有卤系阻燃剂和无机阻燃剂，但是卤系阻燃剂在燃烧过程中会释放出有毒气体和腐蚀性的卤化氢气体等，对人和环境造成危害；无机阻燃剂用在高分子材料上，添加量大，与高分子材料的相容性较差，会降低高分子材料的物理性能。随着人们防火意识的增强以及相关阻燃法规的出台,对阻燃剂市场的发展提出了更高的要求,低毒、高效阻燃剂成为了发展的重要方向。无卤环境友好型阻燃剂越来越受到人们的青睐,尤其是有机膦系阻燃剂,其具有热稳定性高、毒性小等优点,得到了快速的发展。
天津科技大学（Tianjin University of Science and Technology），位于天津市，是中央和地方共建、天津市重点建设高校，入选国家“111计划”、教育部“卓越工程师教育培养计划”高校、天津市“双一流”建设高校、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家“特色重点学科项目”建设高校、国家级新工科研究与实践项目、国家级大学生创新创业训练计划、中国政府奖学金来华留学生接收院校，为CDIO工程教育联盟、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员单位。
1、本发明提供的高磷含量聚膦酸酯无卤阻燃剂为齐聚合物，分子量相对较高，其热稳定性较好，分解温度高；本结构还含有活性羟基官能团，能与高分子本体结合成为本体阻燃材料，且与高分子材料的相容性较好；同时该齐聚物型高磷含量聚膦酸酯无卤阻燃剂不仅能大幅度提高阻燃效果，还对高分子材料的物理性能影响较小。
2、本发明齐聚物型高磷含量聚膦酸酯无卤阻燃剂的磷含量很高，高达33％，阻燃效能高。
3、本发明齐聚物型高磷含量聚膦酸酯无卤阻燃剂的制备工艺及设备简单，便于操作，成本低廉，易于规模化转化和生产。
技术合作
以上, 仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
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