Pyrophosphate de pipérazine : une étoile synergique dans les applications ignifuges des polyoléfines

Pyrophosphate de pipérazine : une étoile synergique dans les applications ignifuges des polyoléfines

La pipérazine polyphosphorique (PA PP), en tant que nouvelle génération de retardateurs de flamme respectueux de l'environnement, devient progressivement le centre d'attention de l'industrie pour ses applications innovantes dans le domaine des retardateurs de flamme des polymères.Avec sa structure chimique unique et ses excellentes propriétés ignifuges, ce retardateur de flamme constitue non seulement une alternative efficace aux retardateurs de flamme traditionnels, mais montre également son potentiel pour une large gamme d'applications dans une variété de matériaux polymères, notamment dans les polyoléfines telles que le polypropylène ( PP) et polyéthylène (PE).

I. Propriétés innovantes

Le pyrophosphate de pipérazine intègre les fonctions de source d'acide, de source de gaz et de source de charbon de bois.Cette conception « trois en un » lui permet de former rapidement une couche protectrice de charbon de bois en cas d'incendie, qui scelle efficacement l'oxygène et inhibe la propagation des flammes, améliorant ainsi le caractère ignifuge du matériau.Comparé au système ignifuge traditionnel à base de polyphosphate d'ammonium (APP), le pyrophosphate de pipérazine présente un meilleur effet ignifuge et une stabilité thermique plus élevée, principalement dues au renforcement de la synergie azote-phosphore dans sa structure moléculaire.

II.Cas de candidature

Dans le PPAP-15 de YINSU Flame Retardant, seulement 18 % à 20 % de pyrophosphate de pipérazine sont ajoutés au matériau PP pour atteindre la norme ignifuge UL-94 V-0, ce qui non seulement réduit la quantité de retardateur de flamme. utilisé, mais réduit également l'impact sur l'environnement, et YINSU a investi beaucoup de ressources en R&D ces dernières années et a développé une série de produits à base de pyrophosphate de pipérazine, qui enrichit encore les choix du marché.ce qui enrichit encore les choix du marché.

III.Effet synergique

Bien que le pyrophosphate de pipérazine lui-même contienne une certaine proportion de phosphore et d'azote, afin d'améliorer encore les propriétés ignifuges, le PPAP présente un effet synergique significatif lorsqu'il est combiné avec différents additifs ignifuges, ce qui lui permet d'occuper une place dans le polymère. technologie ignifuge.

Effet cumulatif

1. Mélange avec du polyphosphate de mélamine (MPP) :

Dans le polypropylène (PP), le pyrophosphate de pipérazine et le MPP forment un composé ignifuge, l'ajout d'une quantité appropriée d'hypophosphite d'aluminium (hypophosphite d'aluminium), peut améliorer considérablement l'efficacité du retardateur de flamme, lorsque la quantité ajoutée d'ignifugeant pyrophosphate atteint 18 %, ajout d'hypophosphite d'aluminium n'est que de 1 %, cela peut permettre au PP d'atteindre le niveau ignifuge UL-94 V-0.

2. Mélange avec de la mélamine (MCA) :

Lorsqu'elle est appliquée sur des résines époxy (EP), la combinaison de pyrophosphate de pipérazine et de mélamine présente d'excellentes propriétés ignifuges.Des expériences ont montré qu'avec un ajout total d'ignifugé de seulement 6 %, le matériau réussit le test UL-94 V-0 avec brio.o Lorsqu'elle est appliquée sur des résines époxy (EP), la combinaison de pyrophosphate de pipérazine et de mélamine présente d'excellentes propriétés ignifuges.

3. Mélange avec du polyphosphate d'ammonium (APP) et des formateurs de carbone triazine :

Il existe une synergie évidente entre ces trois éléments, rendant l'effet ignifuge plus important, capable également de répondre à la norme ignifuge UL-94 V-0.o L'effet ignifuge des trois est plus significatif, également capable de répondre à la norme ignifuge UL-94 V-0.

4. Composition avec de la montmorillonite organique (OMMT) et du polyphosphate de mélamine (MPP) :

o Lorsqu'il est appliqué sur du polyamide 6 (PA6), un ignifugeant composé avec une fraction massique PAPP de 60,5 %, une fraction massique OMMT de 9,0 % et une fraction massique MPP de 30,5 % donne un indice limite d'oxygène (LOI) pour PA6 allant jusqu'à 39,5 % et répond à la norme UL-94 V-0.o Lorsqu'il est appliqué au polyamide 6, un ignifugeant composé avec une fraction massique OMMT de 9,0 % et une fraction massique MPP de 9,0 % donne un ignifugeant ultime allant jusqu'à 39,5 %.

5. Mélange avec du pentaérythritol (PER) et du polyphosphate de mélamine (MPP) :

Lorsque des retardateurs de flamme composés sont ajoutés au PP, seulement 18 % d'ajout sont nécessaires pour atteindre le niveau de retardateur de flamme UL-94 V-0, démontrant la synergie efficace entre le PAPP, le PER et le MPP.

Justification scientifique

La base scientifique de ces effets synergiques est que le PAPP lui-même possède les caractéristiques d'une source d'acide, de gaz et de carbone, ce qui peut favoriser la formation d'une couche de carbone pendant le processus de combustion, tandis que la combinaison avec d'autres retardateurs de flamme optimise davantage la chemin de réaction chimique pendant le processus ignifuge et améliore l’effet ignifuge.Par exemple, la mélamine et le pentaérythritol, en tant que sources de gaz et de carbone, peuvent interagir avec la source d'acide du PAPP pour favoriser la formation et la stabilisation rapides de la couche de carbone, tandis que l'ajout de montmorillonite (MMT) peut contribuer à améliorer la stabilité thermique du matériau et la résistance de la couche de carbone ignifuge.

Conclusion.

L'utilisation du pyrophosphate de pipérazine en combinaison avec d'autres retardateurs de flamme améliore non seulement l'efficacité du retardateur de flamme, mais réduit également la quantité totale de retardateur de flamme ajoutée, minimisant ainsi l'impact négatif sur les propriétés physiques des matériaux, ainsi que le coût.La découverte de cet effet synergique fournit de nouvelles idées pour la conception de matériaux ignifuges, ce qui devrait promouvoir le développement d'une technologie ignifuge dans le sens d'une technologie plus efficace et plus respectueuse de l'environnement.

IV.Processus de préparation

Le pyrophosphate de pipérazine est préparé par diverses méthodes, notamment la méthode de condensation du diphosphate de pipérazine, la méthode de précipitation par décomposition complexe et la méthode au pentoxyde de phosphore.Parmi elles, la méthode de condensation du diphosphate de pipérazine est largement utilisée en raison de son rendement plus élevé, mais chaque méthode a ses propres caractéristiques et limites, et les recherches futures pourraient continuer à explorer des voies de synthèse plus efficaces et plus économiques.

V.Conclusion

En tant qu'ignifuge multifonctionnel, le pyrophosphate de pipérazine présente d'excellentes performances lorsqu'il est combiné avec différents additifs ignifuges, ce qui en fait un produit vedette dans le domaine des matériaux ignifuges avec beaucoup d'attention, et jouera un rôle de plus en plus important dans l'application et la recherche de flammes. technologie retardatrice à l’avenir.