磷酸胍的应用介绍

简述

磷酸胍同时含有磷、氮两种元素，用于纤维素材料阻燃应用，可以形成膨胀阻燃系统，具有显著的成炭效果和抑烟性能[1]。磷酸胍别名磷酸二氢胍，磷酸亚氨脲，分子式为C₂H₁₀N₆.H₃PO₄，分子量为216.14，是一种白色结晶粉末，5～40℃范围内存在结晶介稳区，溶解度随着温度升高而增大且变化较为明显。此外，晶体通过在磷酸盐中引入π-共轭有机阳离子解决了无机磷酸盐非线性系数较小的问题，被视为具有潜在应用价值的紫外非线性光学材料[2]。

燃烧性能

利用木垛法和热重分析研究了磷酸胍阻燃松木的燃烧性能。结果表明，磷酸胍的加入降低了松木在燃烧过程中的质量损失和有焰燃烧时间，其中载药率为5.55%的磷酸胍阻燃松木的质量损失和有焰燃烧时间分别降至37.52%和148 s。热重分析表明，磷酸胍能够降低松木在热解阶段的峰值分解温度、质量损失速率、质量损失和表观活化能，并缩短热解分解温度区间，促进残炭量的提高。阻燃松木在热解阶段的表观活化能与质量损失之间较好的正相关表明，热解阶段活化能越低的阻燃松木在燃烧过程中的成炭效果和阻燃性能越好[3]。

应用

磷酸胍的应用范围广泛，不仅可用于制造阻燃剂、电源线套料，还可用于纳米材料领域和建筑领域。

制造业领域

当磷酸胍阻燃液质量分数为10%，氢氧化镁质量浓度为20 g/L，CMC质量浓度为10 g/L，溶剂为水，涂覆温度为60℃时可以制备得到一种阻燃性能较佳的包装纸板阻燃剂。该配方涂覆B瓦单瓦楞纸板时，能使纸板达到较好的难燃等级[4]。另外，文献公开了一种电源线用耐电痕聚乙烯护套料及其制备方法，其由下列重量份的物质制备而成：高密度聚乙烯50-70，线性低密度聚乙烯30-40，三元乙丙橡胶15-25，聚三氟丙基甲基硅氧烷3-6，纳米硅灰石10-15，沉淀白炭黑20-25，纳米蒙脱土5-10，二茂铁4-6，氢氧化镁10-15，甲基苯基硅油8-12，二月桂酸二丁基锡2-3，磷酸胍3-5，硼砂5-10等。制备得到的护套料具有优异的耐电痕性，能解决超高电压中电源线表面的电蚀现象，且具有良好的物理机械性能，电绝缘性能，耐环境应力开裂性，耐老化性和耐热性，经久耐用，可在户外的恶劣环境中长期运行而不出现故障，同时阻燃效果好，燃烧低烟而无有害气体释放，不污染环境，安全环保[5]。

纳米材料领域

荧光磷光碳纳米材料领域报道了一种高量子产率的可溶液加工的固体蓝色荧光红色磷光的碳量子有机框架。以均苯三酸，磷酸胍与3,4,9,10-苝四羧酸二酐为碳源前驱体，在酸性条件下通过溶剂热法即可得到可溶液加工的固体蓝色荧光红色磷光碳量子有机框架。制备得到的蓝色荧光红色磷光的固体碳量子有机框架是以碳量子点为核心连接具有π通道的链形成的网状结构，具有广泛的应用前景[6]。

建筑领域

磷酸胍可用于制备阻燃保温建筑涂料，其由以下重量份数的原料制成：去离子水20-40份，六偏磷酸钠4-6份，丙烯酸羟丁酯10-15份，聚乙二醇脂肪酸酯3-6份，纳米海泡石粉9-12份，纳米凹凸棒土6-9份，磷酸胍8-11份，丙烯酸异丙酯12-21份，硫酸亚铁3-10份，聚四氟乙烯蜡5-10份，四甲基四乙烯基环四硅氧烷20-30份，扶桑木屑8-16份，丙烯酸己酯15-25份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)9-12份，氢氧化钙水溶液12-20份。上述原料经一定生产工艺可以得到一种具有优异的耐冲击和阻燃性能，而且附着力好，硬度高，隔音效果好，且对人体不危害的环保型的阻燃保温建筑涂料[7]。

参考文献

[1]牛鹏英,龙德晓,马航,等.磷酸胍阻燃应用技术研究进展[J].山东化工,2024,53(04):102-104+109.DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2024.04.047.

[2]程浩宇.磷酸胍晶体的生长与倍频性能研究[D].哈尔滨工业大学,2023.DOI:10.27061/d.cnki.ghgdu.2023.003411.

[3]曹俊.磷酸胍阻燃松木的热解特性及动力学研究[J].消防科学与技术,2017,36(12):1710-1712.

[4]孙昊,倪敏娜,张新昌,等.阻燃型包装纸板材料的阻燃剂制备及性能研究[J].包装工程, 2014, 035(023):63-67,152.

[5]林文树,林文禄,曹卫明,等.一种电源线用耐电痕聚乙烯护套料及其制备方法.

[6]范楼珍,石钰鑫.高量子产率可溶液加工的固体蓝色荧光-红色磷光碳量子有机框架及其制备和应用.CN202110491210.5.

[7]范开娟,李文勇,李长敏.一种阻燃保温建筑涂料:CN201410824837.8[P].