Piperazinpyrophosphat: Ein synergistischer Star bei flammhemmenden Polyolefin-Anwendungen

Piperazinpyrophosphat: Ein synergistischer Star bei flammhemmenden Polyolefin-Anwendungen

Polyphosphorpiperazin (PAPP) als eine neue Generation umweltfreundlicher Flammschutzmittel rückt aufgrund seiner innovativen Anwendungen im Polymerflammschutz allmählich in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit der Industrie.Mit seiner einzigartigen chemischen Struktur und seinen hervorragenden flammhemmenden Eigenschaften stellt dieses Flammschutzmittel nicht nur eine wirksame Alternative zu herkömmlichen Flammschutzmitteln dar, sondern zeigt auch sein Potenzial für ein breites Anwendungsspektrum in einer Vielzahl von Polymermaterialien, insbesondere in Polyolefinen wie Polypropylen ( PP) und Polyethylen (PE).

I. Innovative Eigenschaften

Piperazinpyrophosphat integriert die Funktionen einer Säurequelle, einer Gasquelle und einer Holzkohlequelle.Dieses „Drei-in-Eins“-Design ermöglicht es ihm, im Brandfall schnell eine schützende Holzkohleschicht zu bilden, die effektiv Sauerstoff abdichtet, die Ausbreitung von Flammen hemmt und so die Flammhemmung des Materials verbessert.Im Vergleich zum herkömmlichen Flammschutzsystem auf Ammoniumpolyphosphat (APP)-Basis zeigt Piperazinpyrophosphat eine bessere Flammschutzwirkung und eine höhere thermische Stabilität, was hauptsächlich auf die Stärkung des Stickstoff-Phosphor-Synergismus in seiner Molekülstruktur zurückzuführen ist.

II.Anwendungsfälle

Im PPAP-15 von YINSU Flame Retardant werden dem PP-Material nur 18–20 % Piperazinpyrophosphat zugesetzt, um den Flammschutzstandard UL-94 V-0 zu erreichen, was nicht nur die Menge an Flammschutzmittel reduziert verwendet, sondern verringert auch die Auswirkungen auf die Umwelt, und YINSU hat in den letzten Jahren große Forschungs- und Entwicklungsressourcen investiert und eine Reihe von Produkten auf Basis von Piperazinpyrophosphat entwickelt, die die Marktauswahl weiter bereichern.was die Marktauswahl weiter bereichert.

III.Synergistischer Effekt

Obwohl Piperazinpyrophosphat selbst einen bestimmten Anteil an Phosphor und Stickstoff enthält, zeigt PPAP zur weiteren Verbesserung der flammhemmenden Eigenschaften eine signifikante synergistische Wirkung, wenn es mit verschiedenen flammhemmenden Additiven vermischt wird, wodurch es einen Platz im Polymer einnimmt Flammhemmende Technologie.

Compoundierungseffekt

1. Compoundierung mit Melaminpolyphosphat (MPP):

In Polypropylen (PP) bilden Piperazinpyrophosphat und MPP eine flammhemmende Verbindung. Durch Zugabe einer geeigneten Menge Aluminiumhypophosphit (Aluminiumhypophosphit) kann die Flammschutzwirkung erheblich verbessert werden. Wenn die Zugabemenge an Pyrophosphat-Flammschutzmittel 18 % erreicht, kann die Zugabe von Aluminiumhypophosphit erheblich verbessert werden beträgt nur 1 %, wodurch das PP die Flammschutzstufe UL-94 V-0 erreichen kann.

2. Compoundierung mit Melamin (MCA):

Bei der Anwendung auf Epoxidharzen (EP) zeigt die Kombination aus Piperazinpyrophosphat und Melamin hervorragende flammhemmende Eigenschaften.Experimente haben gezeigt, dass das Material mit einem Flammschutzmittelzusatz von insgesamt nur 6 % den UL-94 V-0-Test mit Bravour besteht.o Bei der Anwendung auf Epoxidharzen (EP) zeigt die Kombination aus Piperazinpyrophosphat und Melamin hervorragende flammhemmende Eigenschaften.

3. Compoundierung mit Ammoniumpolyphosphat (APP) und Triazin-Kohlenstoffbildnern:

Es besteht eine offensichtliche Synergie zwischen diesen dreien, wodurch die flammhemmende Wirkung deutlicher wird und auch die Flammschutznorm UL-94 V-0 erfüllt werden kann.o Die flammhemmende Wirkung der drei ist signifikanter und kann auch die Flammschutznorm UL-94 V-0 erfüllen.

4. Compoundierung mit organischem Montmorillonit (OMMT) und Melaminpolyphosphat (MPP):

o Bei der Anwendung auf Polyamid 6 (PA6) ergibt sich ein zusammengesetztes Flammschutzmittel mit einem PAPP-Massenanteil von 60,5 %, einem OMMT-Massenanteil von 9,0 % und einem MPP-Massenanteil von 30,5 % einen limitierenden Sauerstoffindex (LOI) für PA6 von bis zu 39,5 % und erfüllt die UL-94 V-0-Einstufung.o Bei der Anwendung auf Polyamid 6 führt ein zusammengesetztes Flammschutzmittel mit einem OMMT-Massenanteil von 9,0 % und einem MPP-Massenanteil von 9,0 % zu einem ultimativen Flammschutzmittel von bis zu 39,5 %.

5. Compoundierung mit Pentaerythritol (PER) und Melaminpolyphosphat (MPP):

Wenn zusammengesetzte Flammschutzmittel zu PP hinzugefügt werden, ist nur eine Zugabe von 18 % erforderlich, um die Flammschutzstufe UL-94 V-0 zu erreichen, was die effiziente Synergie zwischen PAPP und PER und MPP demonstriert.

Wissenschaftliche Begründung

Die wissenschaftliche Grundlage dieser synergistischen Effekte besteht darin, dass PAPP selbst die Eigenschaften einer Säure, eines Gases und einer Kohlenstoffquelle besitzt, die die Bildung einer Kohlenstoffschicht während des Verbrennungsprozesses fördern kann, während die Kombination mit anderen Flammschutzmitteln diese weiter optimiert chemischer Reaktionsweg während des Flammschutzprozesses und verstärkt die Flammschutzwirkung.Beispielsweise können Melamin und Pentaerythrit als Gas- und Kohlenstoffquellen mit der Säurequelle in PAPP interagieren, um die schnelle Bildung und Stabilisierung der Kohlenstoffschicht zu fördern, während die Zugabe von Montmorillonit (MMT) zur Verbesserung beitragen kann die thermische Stabilität des Materials und die Festigkeit der flammhemmenden Kohlenstoffschicht.

Abschluss.

Die Verwendung von Piperazinpyrophosphat in Kombination mit anderen Flammschutzmitteln verbessert nicht nur die Flammschutzeffizienz, sondern reduziert auch die Gesamtmenge des zugesetzten Flammschutzmittels, wodurch die negativen Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der Materialien minimiert und die Kosten gesenkt werden.Die Entdeckung dieses synergistischen Effekts liefert neue Ideen für die Gestaltung flammhemmender Materialien, was voraussichtlich die Entwicklung der flammhemmenden Technologie in Richtung effizienterer und umweltfreundlicherer Technologien vorantreiben wird.

IV.Vorbereitungsprozess

Piperazinpyrophosphat wird durch verschiedene Methoden hergestellt, darunter das Piperazindiphosphat-Kondensationsverfahren, das komplexe Zersetzungsfällungsverfahren und das Phosphorpentoxidverfahren.Unter diesen ist die Piperazindiphosphat-Kondensationsmethode wegen ihrer höheren Ausbeute weit verbreitet, aber jede Methode hat ihre eigenen Eigenschaften und Einschränkungen, und zukünftige Forschungen könnten weiterhin effizientere und wirtschaftlichere Synthesewege erforschen.

V. Schlussfolgerung

Als multifunktionales Flammschutzmittel zeigt Piperazinpyrophosphat in Verbindung mit verschiedenen flammhemmenden Additiven eine hervorragende Leistung, was es zu einem Spitzenprodukt auf dem Gebiet der flammhemmenden Materialien mit großer Aufmerksamkeit macht und eine immer wichtigere Rolle bei der Anwendung und Forschung von Flammen spielen wird bremsende Technologie in der Zukunft.