Elementarer Phosphor ist brennbar, aber im Harz ist der Wirkungsprozess von rotem Phosphor und anderen phosphorhaltigen Zusätzen keine einfache Oxidation.Die phosphorhaltigen Additive wirken hauptsächlich in der kondensierten Phase.Der Flammschutzmechanismus ist

I. Wenn das Harz verbrennt, verbindet es sich mit dem Luftsauerstoff zu Kohlendioxid, Wasser und Ruß (Kohlenstoff).

CmHm O₂ → CO₂ H₂OK

II.Roter Phosphor verbindet sich mit Sauerstoff und Wasser in der Luft, um kondensierte Phosphorsäure (ein Polymer aus Phosphorsäure) zu erzeugen.

PO₂ H₂O → (HPOx)n kondensierte Phosphorsäure

III.Der in Schritt I erzeugte Ruß (Kohlenstoff) vermischt sich mit der in Schritt II erzeugten kondensierten Phosphorsäure zu einem dünnen Film auf der Kunststoffoberfläche.

Dieser als „Kohle“ bekannte Film hält den Sauerstoff fern, sodass die Flamme erlischt.

Der Flammschutzmechanismus jedes Flammschutzmittels auf Phosphorbasis wird durch die Struktur des Flammschutzmittels und des Verbrennungsprodukts bestimmt.

Flammschutzmechanismus von rotem Phosphor

Es wird allgemein angenommen, dass der Flammschutzmechanismus von rotem Phosphor in der kondensierten Phase durchgeführt wird.Wenn das mit Flammschutzmittel aus rotem Phosphor versetzte Polymer verbrannt wird, wird der rote Phosphor zuerst oxidiert, um Phosphorsäure zu erzeugen, und dann wird die Phosphorsäure weiter dehydratisiert, um Metaphosphorsäure und Polymetaphosphorsäure zu erzeugen.

Daher wird auf der Oberfläche des Polymers ein nicht brennbarer flüssiger Schutzfilm gebildet;gleichzeitig wird aufgrund der starken Dehydratisierung von Metaphosphorsäure und Polymetaphosphorsäure die Oberfläche des Polymermaterials dehydratisiert und karbonisiert, um eine dichte karbonisierte Schicht zu bilden.

Einerseits können der Flüssigkeitsfilm und die karbonisierte Schicht Hitze und Sauerstoff verhindern und gleichzeitig die Diffusion von brennbarem Gas, das durch die Zersetzung des Polymers bei hoher Temperatur erzeugt wird, wirksam verhindern, wodurch die Verbrennung des Materials gehemmt und erreicht wird Zweck der Flammschutzmittel.

Im Vergleich zu anderen additiven Phosphor-Flammschutzmitteln hat roter Phosphor einen hohen Phosphorgehalt.Daher ist, um die gleiche Flammschutzklasse zu erreichen, die zugesetzte Menge an rotem Phosphor geringer als bei anderen Flammschutzmitteln, und das Polymer-Flammschutzmittel hat damit bessere physikalische und mechanische Eigenschaften.

Mit Mikrokapseln beschichteter roter Phosphor wird auch als mikroverkapselter roter Phosphor bezeichnet, und seine Partikelgröße ist ziemlich klein, die Maschenweite kann 800-2500 Mesh erreichen.Mikrokapselbeschichteter roter Phosphor kann durch Mikroverkapselung von rotem Phosphor mit unterschiedlichen Kapselmaterialien erhalten werden.

Das Herstellungsprinzip des Mikrokapsel-Flammschutzmittels besteht darin, dass das Flammschutzmittel unter Einwirkung von mechanischem Rühr- und Dispergiermittel schnell und gleichmäßig in der flüssigen Phase suspendiert wird und ein geeignetes Kapselmaterial auf seiner Oberfläche verwendet wird, um durch physikalische oder chemische Mikrometergröße zu bilden Methoden.Eine dicke, dichte Kapselwand macht das Flammschutzmittel frei von äußeren Einflüssen wie Hitze, Licht, Sauerstoff, Feuchtigkeit, Säure, Alkali usw.

Bei mikroeingekapselten Flammschutzmitteln kann die Kapselwand der hohen Temperatur und dem hohen Druck der Polymerverarbeitung standhalten und kann nicht chemisch mit dem eingekapselten Flammschutzmittel reagieren.Wenn das Produkt großer Hitze ausgesetzt wird, kann die Kapselwand sofort schmelzen und reißen.Dadurch wird das Flammschutzmittel freigesetzt, um den Zweck des Flammschutzmittels zu erfüllen.

Nachdem der rote Phosphor mikroeingekapselt ist, werden einige Nachteile der alleinigen Verwendung von rotem Phosphor als Flammschutzmittel eliminiert.Für den beschichteten roten Phosphor, der von verschiedenen Unternehmen hergestellt wird, ist die Produktqualität jedoch aufgrund des Unterschieds in Kapselmaterial und -technologie immer noch recht unterschiedlich.

Im Allgemeinen hat der beschichtete rote Phosphor die folgenden Vorteile:

1. Beseitigen Sie die versteckten Gefahren von rotem Phosphor während Lagerung, Transport, Produktion und Verarbeitung.

2. Lösen Sie das Problem, dass gewöhnlicher roter Phosphor leicht Feuchtigkeit absorbiert, eine schlechte Kompatibilität mit Polymermaterialien aufweist und sich leicht spontan entzündet.

3. Aufhellen, Verdünnen (nicht Eliminieren) der Farbe von rotem Phosphor und Erweitern des Anwendungsbereichs von rotem Phosphor.Aufgrund von Farbproblemen wird die Beschichtung mit rotem Phosphor auch hauptsächlich für dunkle Substrate oder Flammschutzadditive verwendet, die keine hohe Farbe erfordern.Es wird häufig in Kabeln verwendet.

4. Verbessern Sie die Kompatibilität mit dem Substrat, die Partikelgröße ist feiner, die Form ist regelmäßig und die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Substrats werden verringert.

5. Durch die Auswahl des Beutelmaterials kann das Compoundieren verschiedener flammhemmender Elemente (Flammschutzmittel) realisiert werden, um die Flammschutz- und Rauchunterdrückungseffizienz zu verbessern, und die Rauchdichte ist gering.

6. Das Produkt hat einen hohen Widerstand gegen Leckspuren (CTI), was offensichtliche Vorteile in elektronischen und elektrischen Anwendungen hat.

7. Der Preis ist günstig und überwindet die Nachteile des hohen Preises von intumeszierenden Flammschutzmitteln auf Basis von organischem Phosphor und Stickstoff und des großen Zusatzes von anorganischen Flammschutzmitteln.

Anwendungen

Mikrokapsel-Flammschutzmittel aus rotem Phosphor wird häufig in PET (Polybenzoat-Kabelmaterial), PC (Polycarbonat-Kunststoff), PBT (Konstruktionskunststoff), PA (Nylon) ABS, PE (Polyethylen-Kabelmaterial) verwendet.Thermoplastische Harze wie EVA (Kabelmaterial aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) können auch als Flammschutzmittel für Epoxid-, Phenol-, ungesättigte Polyester- und andere wärmehärtbare Harze sowie für Butadienkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk und Fasergewebe verwendet werden.Es eignet sich besonders für Orte, an denen eine geringe Menge Flammschutzmittel erforderlich ist, um die Anforderungen zu erfüllen.