[发明专利]一种磷系阻燃剂磷化氢释放量的评价方法及其应用

说明书

本发明公开一种磷系阻燃剂磷化氢释放量的评价方法及其应用，所述方法为：方法1，在敞开体系中，或方法2，在封闭体系中，首先借助于金属片将磷化氢以含磷物质的形式转移到溶液中，通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定溶液中磷元素的含量，从而间接测定体系中磷化氢的释放量。所述金属片选自表面涂覆载铜微球的铜片，或表面涂覆载银微球的银片。本发明提供的检测方法方便，简单易行，磷化氢气体吸收更完全，因此，磷化氢释放量检测结果更准确。

技术领域

本发明属于材料化学分析检测技术领域，具体涉及一种磷系阻燃剂磷化氢释放量的评价方法。

背景技术

无机磷系阻燃剂是指含有磷元素并在燃烧过程中通过磷元素的作用达到阻燃效果的一类阻燃剂，主要包括红磷、聚磷酸铵和磷酸盐等。无机磷系阻燃剂由于阻燃效果优异、热稳定性好、不挥发、无卤、对力学性能影响小而受到青睐。高分子材料是与陶瓷材料、金属材料并重的三大材料之一，在电子电气、汽车、建筑业等领域中具有广泛的应用。但是，由于高分子主链主要由碳元素骨架形成，在使用过程中极易燃烧而危害人的生命，所以，需要加入阻燃剂以保护生命财产安全。无机磷系阻燃剂由于对尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等高分子工程塑料具有良好的阻燃性能而被广泛用于电子电器产品的阻燃。

然而，磷系阻燃剂容易吸潮氧化，并释放出剧毒的PH₃气体，磷元素具有神经性毒性，会对人体造成较大危害。另外，如果含有磷系阻燃剂材料发生燃烧，燃烧释放的大量热量会促使无机磷系阻燃剂的进一步分解，加速PH₃气体释放，对人体和周围环境造成更大危害，甚至引起爆炸。因此，无机磷系阻燃剂在使用过程中往往需要进行包覆处理，在控制PH₃释放的同时，还可以增强阻燃剂与高聚物之间的相容性，即便如此，仍无法完全抑制磷的氧化与PH₃释放。因此，建立一种快速方便的磷化氢释放量含量检测法，以评价无机磷系阻燃剂潜在隐藏风险是非常必要的，同时也可以指导包覆材料的选取，以及优化阻燃剂包覆加工工艺。

专利文献CN201410604294.9公开了一种在实验室中模拟红磷类阻燃剂的阻燃材料加工过程并吸收磷化氢的方法，要解决目前国内外实验室暂无模拟阻燃材料加工过程中红磷类阻燃剂释放磷化氢并吸收的方法。所述方法中收集磷化氢释放气体是较为关键的步骤，具体采用连接真空泵、温控等装置的完全封闭体系收集磷化氢，设施投入巨大，增加检测成本。另外，磷化氢释放量测定步骤为：向吸收有磷化氢的吸收液50mL容量瓶中滴加饱和亚硫酸钠溶液至混合液无色为止，再多加两滴饱和亚硫酸钠溶液，再加入1mL浓度为50g/mL钼酸铵，再滴加2滴浓度0.025g/mL的氯化亚锡甘油溶液，均匀混合后用蒸馏水定容，搁置25min，得到定容的标准吸收液，利用可见分光光度计于波长680nm下对定容的标准吸收液进行比色，测量吸光度。整体而言，所述磷化氢收集及检测步骤复杂、不易操作、误差较大、成本较高，进一步推广至实际应用难度巨大。

专利文献CN201610495970.2公开羟基磷灰石在减弱红磷阻燃剂在尼龙中产生异味的应用，将羟基磷灰石添加到红磷阻燃的尼龙6中，使红磷阻燃尼龙6在加工过程中释放的毒性气体磷化氢释放量减少，具有一定的吸附储存气体作用。其中，在其优选实施方案中，发明人通过恒温煅烧装置收集，并将收集到的气体部分缓慢通入双氧水溶液，充分吸收后用1mol/L的氢氧化钠水溶液进行酸碱滴定，以酚酞做指示剂，得到产生的磷化氢的量。由于在恒温煅烧装置中的气体并非100％是磷化氢气体，因此，仅采用酸碱度判定磷化氢气体释放量并不准确，并且误差较大。

通过检索我们发现，现有技术公开的对于磷系阻燃剂释放的磷化氢气体收集及检测技术极少，对磷系阻燃剂生产商能够提供的磷化氢释放量检测可参考技术几乎没有。因此，提供一种快速方便的磷系阻燃剂磷化氢释放量收集及含量检测的方法亟不可待。另外，对于磷化氢释放量比较低的情况，现有技术中的方法也很难测出。

发明内容