| Số: | |
|---|---|
2,2-Bis(bromomethyl)-1,3-propanediol (thường được gọi là 'Diol brôm không chứa TBBPA') là chất trung gian chống cháy brôm phản ứng với hai nhóm hydroxyl (-OH) và hàm lượng brom ≈60% . Không giống như các chất phụ gia brôm không phản ứng (ví dụ, decabromodiphenyl ethane), nó liên kết cộng hóa trị với ma trận nhựa (polyester không bão hòa, polyurethane, epoxy) thông qua các nhóm hydroxyl của nó—đảm bảo khả năng chống cháy vĩnh viễn mà không bị di chuyển hoặc lọc. Với điểm nóng chảy ≈110oC và khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực (ví dụ: ethylene glycol, DMF), nó tích hợp hoàn toàn vào quá trình tổng hợp nhựa. Nhiệt độ phân hủy của nó >280oC duy trì sự ổn định trong quá trình đóng rắn nhựa (120–200oC), khiến nó trở nên lý tưởng cho vật liệu tổng hợp gia cố bằng sợi thủy tinh (FRP), polyurethan chống cháy và lớp phủ epoxy. Tuân thủ RoHS 2.0 và REACH SVHC (không có TBBPA hoặc PBDE), nó được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu tổng hợp hàng hải, xây dựng và ô tô, nơi an toàn cháy nổ lâu dài là rất quan trọng.
Hai nhóm hydroxyl (-OH) trong 2,2-Bis(bromomethyl)-1,3-propanediol phản ứng với isocyanate (polyurethane), nhóm carboxyl (polyester không bão hòa) hoặc epoxit (nhựa epoxy)—tạo thành liên kết cộng hóa trị với khung nhựa. Sự tích hợp này giúp loại bỏ hiện tượng di chuyển, nở hoa (làm trắng bề mặt) hoặc rửa trôi—ngay cả sau 1.000 giờ lão hóa ở 85oC/85% RH (ISO 815). Ví dụ, FRP polyester không bão hòa được tổng hợp bằng diol này vẫn giữ được xếp hạng UL94 V-0 sau 500 giờ ngâm trong nước, vượt trội hơn FRP với các chất phụ gia chống cháy (mất hiệu quả do bị lọc). Tính lâu dài này rất quan trọng đối với FRP hàng hải (ví dụ: thân thuyền) và vật liệu tổng hợp xây dựng ngoài trời.
Với hàm lượng brom ≈60% , chất diol này mang lại khả năng chống cháy mạnh mẽ thông qua quá trình dập tắt triệt để ở pha khí. Trong quá trình đốt cháy, các nguyên tử brom giải phóng các gốc làm gián đoạn phản ứng dây chuyền đốt cháy, trong khi cấu trúc phân nhánh của diol giúp tăng cường sự hình thành than trong pha ngưng tụ. FRP polyester không bão hòa với 12% diol này đạt được UL94 V-0 (1,6 mm) và giảm tốc độ giải phóng nhiệt (HRR) xuống 45% (theo ISO 5660-1) so với FRP không cháy. Bọt polyurethane được tổng hợp với diol này (bổ sung 10%) đáp ứng UL94 HF-1 và có mật độ khói (Ds, tối đa) <100 (ASTM E662)—thích hợp cho không gian kín như cabin máy bay.
Với độ tinh khiết ≥99,0% (bằng HPLC), nó giảm thiểu tạp chất (ví dụ: monobromide <0,5%, nước <0,1%) làm gián đoạn quá trình đóng rắn nhựa. Điểm nóng chảy của nó là ≈110oC cho phép trộn ở trạng thái nóng chảy với các monome nhựa (ví dụ: ethylene glycol cho polyester không bão hòa), loại bỏ nhu cầu về dung môi. Nó hòa tan trong các dung môi phân cực: ≈50 g/100 mL trong ethylene glycol (20oC), ≈80 g/100 mL trong DMF (20oC)—tạo ra công thức linh hoạt cho các loại nhựa khác nhau. Ví dụ, trong lớp phủ epoxy, nó hòa tan trong các monome glycidyl ether để tạo thành dung dịch đồng nhất, đảm bảo phân phối brom đồng đều.
Tuân thủ RoHS 2.0 (không có PBDE, PBB) và REACH SVHC (không được liệt kê), nó không chứa TBBPA (chất chống cháy brôm gây tranh cãi) hoặc kim loại nặng. Nó có độc tính cấp tính thấp (LD50 >4.000 mg/kg trong các thử nghiệm qua đường miệng ở chuột) và thải ra <35 ppm hydro bromua (HBr) trong quá trình đốt cháy (ASTM D635-14)—ít hơn 30% so với oxit decabromodiphenyl phụ gia. Điều này giúp nó an toàn cho các ứng dụng như FRP nội thất dành cho trẻ em và lớp phủ polyurethane tiếp xúc với thực phẩm (tuân thủ FDA 21 CFR Phần 175.300 cho các loại cụ thể).
• Số CAS: 3296-90-0
• Công thức phân tử: C₅H₁₀Br₂O₂
• Trọng lượng phân tử: 261,94 g/mol
• Hàm lượng Brom: ≈60% (theo trọng lượng, chuẩn độ)
• Nhóm chức năng: Hai nhóm hydroxyl (-OH) (các vị trí phản ứng để liên kết nhựa)
• Ngoại quan: Chất rắn kết tinh màu trắng (hình kim, không đổi màu)
• Độ tinh khiết: ≥99,0% (HPLC, phát hiện 254 nm)
• Điểm nóng chảy: ≈110oC (khoảng: 108–112oC, ASTM D127)
• Nhiệt độ phân hủy: >280oC (giảm 5% trọng lượng, TGA dưới N₂)
• Độ hòa tan: ≈50 g/100 mL trong ethylene glycol (20oC), ≈80 g/100 mL trong DMF (20oC), <1 g/100 mL trong nước (20oC)
• Kích thước hạt: D50≈40–60 μm (dễ tan/hòa tan trong monome)
• Độ ẩm: <0,1% (23oC/60% RH, Karl Fischer)
• Mức bổ sung khuyến nghị: 10–12% (polyester không bão hòa FRP, UL94 V-0); 8–10% (bọt polyurethane, UL94 HF-1); 12–15% (sơn phủ epoxy, UL94 V-0)
• Các loại nhựa tương thích: Polyester không bão hòa, polyurethane (linh hoạt/cứng), epoxy, vinyl ester
• Nhiệt độ xử lý: 90–130oC (nóng chảy/hòa tan); ổn định lên tới 200oC trong quá trình đóng rắn
Diol này là chất trung gian quan trọng trong FRP polyester không bão hòa dùng làm vỏ tàu biển , tấm tường xây dựng và vỏ điện. Thân thuyền FRP với 12% diol này đáp ứng Nghị quyết A.653(16) của IMO (an toàn cháy nổ trên biển) và chống cháy xăng—rất quan trọng đối với các tàu ngoài khơi. Tấm FRP xây dựng (thêm 10%) đạt GB/T 8624-2012 (cấp B1) và chịu được 1.000 giờ lão hóa do tia cực tím mà không làm mất khả năng chống cháy. Vỏ FRP điện (thêm 11%) cung cấp khả năng bảo vệ và cách điện UL94 V-0 (điện trở suất >10¹⁴ Ω·cm), phù hợp với thiết bị điện áp cao.
Trong polyurethane, nó được sử dụng để tổng hợp các polyol chống cháy cho bọt cách nhiệt cứng (tòa nhà/điện lạnh) và bọt ngồi linh hoạt (ô tô/máy bay). Bọt PU cứng với 10% diol này đáp ứng tiêu chuẩn ASTM E84 (xếp hạng chống cháy Loại A) và có độ dẫn nhiệt ≈0,022 W/(m·K) —duy trì hiệu quả sử dụng năng lượng. Bọt ghế PU linh hoạt dành cho ô tô (bổ sung 8%) tuân thủ FMVSS 302 và duy trì sự thoải mái (độ lệch lực lõm ≈300 N) đồng thời ngăn chặn lửa lan rộng. Chất đàn hồi polyurethane (thêm 12%) dùng cho con lăn công nghiệp giữ được độ đàn hồi (độ cứng Shore A ≈70) và khả năng chống cháy, thích hợp cho băng tải nhà máy.
Lớp phủ epoxy cho kết cấu thép và lớp phủ phù hợp PCB sử dụng diol này để chống cháy. Lớp phủ kết cấu thép (thêm 15%) đáp ứng GB/T 14907-2018 (lớp phủ chống cháy) và bảo vệ chống ăn mòn, với độ cứng bút chì ≈2H. Lớp phủ phù hợp PCB (bổ sung 12%) đạt UL94 V-0 và chịu được nhiệt độ 150°C, đảm bảo cách điện cho bộ điều khiển đèn LED. Chất kết dính epoxy (thêm 13%) cho liên kết điện tử có độ bền cắt ≈16 MPa (nền nhôm) và đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60695-2-11 (thử nghiệm dây phát sáng).
Vật liệu tổng hợp vinyl ester (được sử dụng trong bể chứa hóa chất và đường ống chống ăn mòn) được hưởng lợi từ khả năng chống cháy và kháng hóa chất của diol này. Bể chứa hóa chất chứa 14% diol này chịu được axit sulfuric 98% và đáp ứng UL94 V-0—thích hợp cho các nhà máy dược phẩm và hóa dầu. Ống chống ăn mòn (thêm 13%) tuân thủ ISO 14692 (ống nhựa sử dụng ngoài khơi) và duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc trong 20 năm, vượt trội so với ống kim loại trong môi trường ăn mòn.
