介绍
双酚 A对二苯磷酸酯(BDP)又被称为双酚A双(磷酸二苯酯),是一种高效无卤有机磷系阻燃剂,广泛应用于ABS 等聚合物中,但是其在较高温度易挥发,极大减弱阻燃效果,聚磷酸铵(APP)中磷、氮元素含量高,热稳定性好,在膨胀阻燃体系中起酸源和气源作用;酚醛树脂是良好的成炭剂(碳源),能够改善BDP稳定性,降低BDP在ABS加工过程中的损失。

图一 双酚 A对二苯磷酸酯
合成
将 0.1mol 双酚 A 及某一种无水溶剂加入配备有球形冷凝管、磁力搅拌器、温度计、滴液漏斗的500mL四口瓶中,搅拌溶解,加入一定量的氯磷酸二苯酯,升温到特定温度,将0.12mol催化剂三乙胺加入滴液漏斗中,控制内温,缓慢的滴加(控制在1d/2s左右),HPLC跟踪反应,当双酚A峰消失后,停止反应,即得DBP粗产品,分析产物含量。粗产品冷却到室温,过滤去三乙胺盐酸盐,再减压蒸干溶剂,用热水洗三次,然后加入95%乙醇重结晶(溶解后,冷却到0℃下搅拌),析出白色结晶体,用小量乙醇淋洗三次,抽干,放入气流干燥器中干燥至垣重,测定含量和计算双酚 A对二苯磷酸酯收率[1]。
阻燃性能
采用极限氧指数(LOI)和UL94 垂直燃烧测试分析评价 IFR对ABS体系阻燃性能影响,结果见图二。从图二看出,纯 ABS氧指数为21.5%,样品表现为燃烧、滴落并产生大量烟雾;加入阻燃剂后,阻燃ABS氧指数和垂直燃烧性能有显著改善。当双酚 A对二苯磷酸酯单体添加量为25%,磷含量达到2.12%,ABS氧指数增至26.8%,垂直燃烧通过V-1级。在BDP/APP/PR阻燃ABS体系中,BDP添加量控制在20%,随着APP含量逐渐增加,阻燃 ABS氧指数明显提高,当APP含量为5%时,磷含量达到3.4%, ABS5垂直燃烧通过V-0级,氧指数达到29%;当APP含量增加到7%,磷含量达到4.04%,但ABS6氧指数没有明显改善,相反阻燃效率减弱。综合考虑极限氧指数(LOI)、阻燃效率(EFF)及UL94,IFR阻燃ABS体系中,选取BDP、APP、PR质量配比为20/5/5 能够更好发挥膨胀体系在凝聚相和气相阻燃作用,有助于提高ABS阻燃性能[2]。

图二 双酚 A对二苯磷酸酯及双酚 A对二苯磷酸酯/APP/PR阻燃ABS的 LOI和 UL94 阻燃性能
参考文献
[1]应富友. 双酚A双(二苯基磷酸酯)的合成研究[J]. 科技创新与应用,2014(27):5-5.
[2]卢林刚,殷全明,徐晓楠,等. 双酚A双(磷酸二苯酯)/聚磷酸铵/酚醛树脂膨胀阻燃剂对ABS阻燃性能研究[J]. 塑料,2008,37(4):24-26.