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聚磷酸铵在涂料中的应用
发表于 2024-12-26 在 2024
聚磷酸铵(APP)是一种无机高分子聚合物,早期的 APP 聚合度普遍偏低(少于 20),作为肥料中的一种应用在农业领域中,后来又作为水溶性阻燃剂用于木材和纸张的阻燃浸渍处理。但低聚的 APP 容易吸潮,而且耐水性差,最初在涂料中应用效果并不理想,后来人们发现,高聚合度的 APP 能够很好的改善这些问题,对 APP 进行了各项深入研究,经过几十年的发展,作为高效无卤阻燃剂在涂料领域中有着不可替代的作用,大量应用于膨胀型钢结构防火涂料和纺织品阻燃涂层。
CAS 号:68333-79-9
二、不同类型 APP 的应用
根据不同的性能需求,APP 可以分为基础款、改性款和包覆款。
(1)基础款聚磷酸铵。EPFR-APP 224 是一款未经表面处理的聚磷酸铵,具有聚合度高,产品稳定的特点,通常推荐用于钢结构防火涂料;EPFR-APP224 基础物性如下:
室内水性钢结构防火涂料参考配方:
(2)表面改性聚磷酸铵。EPFR-APP 241 是一款硅烷改性的聚磷酸铵,具有相容性佳,粘度低的特点,用于纺织品阻燃涂层,其基础物性如下:
纺织品阻燃涂层参考配方:
(3)包覆款聚磷酸铵。EPFR-APP 262 是一款 MF 树脂包覆的聚磷酸铵,具有耐水好,耐候佳的特点,特别适用于室外防火涂料及阻燃涂层。
室外油性防火涂料参考配方:
三、APP 部分物性对涂料/涂层的性能影响。
粒径:常规的 APP 产品粒径在 15 微米左右,粒径越粗,分散越容易,但用在纺织品上可能会有更粗的手感,相反粒径越细,手感细腻,但是不好分散,而且容易出现团聚。
水溶性:水溶性是区分聚合度高低的指标之一,通常水溶性越大,聚合度就越低。APP 本身不耐水,除包覆型产品外,一般产品的出厂指标都控制在 0.5%以内,经过 MF 或其它树脂包覆后,耐水性可以降至 0.05%,且耐析出性能更佳,如 EPFR-APP 262。
pH 值(25℃ 10%悬浊液):pH 值可以大致反馈出 APP 在合成过程中的反应完全程度,基础款产品应该是中性或者弱酸性,若太低,可能是反应完全程度不够,直接在水性涂料中使用可能会出现破乳现象;而有些产品为实现更高的性价比,会使用三聚氰胺对 APP 进行处理(例如 EPFR-APP216),pH 值会偏高,但并不影响其在涂料中的使用。
粘度(25℃ 10%悬浊液):粘度也是区分聚合度高低的指标之一,通常低聚合度产品会因为吸水溶胀导致涂料成品粘度增大的问题。反之,高聚合度而且分子链排列规整的产品粘度会偏低。但是,通过对 APP 进行表面改性,也能够大幅度的降低粘度,例如纺织品涂层对产品的分散性和粘度要求较高,一般会使用硅烷改性的产品(例如 EPFR-APP241)。
聚合度:APP 通常情况下可以根据聚合度高低来区分用途,例如聚合度少于 20 的可以作为水溶性阻燃剂或者农业肥料,在涂料中应用的产品聚合度普遍都在 500 以上,但聚合度并非是越高越高,还有综合其它性能进行选择,如粒径、粘度、分散性、成本等等。