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幾分鐘讓你了解阻燃劑
阻燃實(shí)現(xiàn)的途徑
氣相阻燃機(jī)理。即抑制在燃燒反應(yīng)中起鏈增長(zhǎng)作用的自由性，而發(fā)揮阻燃作用。
凝聚相阻燃機(jī)理。它在固相中阻止聚合物的熱分解和阻止聚合物釋放出可燃?xì)怏w的作用,。
中斷熱交換機(jī)理。即將聚合物物產(chǎn)生的熱量帶走而不反饋到聚合物上,，使聚合物不再不斷分解,。
阻燃劑分類
根據(jù)元素種類分為鹵系、有機(jī)磷系及鹵-磷系,、氮系,、硅系、鋁-鎂系,、鉬系等,。按阻燃作用分有膨脹型阻燃劑、成炭阻燃劑等。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分無(wú)機(jī)阻燃劑,，有機(jī)阻燃劑,，高分子阻燃劑等。按阻燃劑與被阻燃材料的關(guān)系可分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑,，反應(yīng)型阻燃劑參與高聚物的化學(xué)反應(yīng),。
1、鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量大的有機(jī)阻燃劑之一,。鹵系阻燃劑主要用于電子和建筑工業(yè),，約50~100種含鹵阻燃劑覆蓋了大多數(shù)的市場(chǎng)需求。
鹵素阻燃劑之所以受到人們的重視,，主要是鹵系阻燃劑的阻燃效率高,，價(jià)格適中，其性能價(jià)格比這一指標(biāo)是其它阻燃劑難以與之相比,，加之鹵系阻燃劑的品種多,，適用范圍廣，所以受到人們的青睞,。但是,，鹵素阻燃劑在熱裂解或燃燒時(shí)生成較多的煙和腐蝕性氣體及以受到二惡英問(wèn)題的困擾。
超過(guò)80%的含鹵阻燃劑用于電子/辦公設(shè)備及建筑工業(yè),，主要應(yīng)用品種為苯乙烯類及其共聚物,，熱塑性工程塑料和環(huán)氧樹脂。
2,、含磷阻燃劑
含磷化合物可作為熱塑性塑料、熱固性塑料,、織物,、紙張、涂料和膠粘劑等的阻燃劑,。此類阻燃劑包括Hong磷,、水溶性的無(wú)機(jī)磷酸鹽類、不溶性的聚磷酸銨,、有機(jī)磷酸酯和膦酸酯類,、氧化膦類、氫dan烴基磷酸酯類和溴芳烴基磷酸酯類,。
鹵素阻燃劑雖然具有高阻燃性,，但存在環(huán)境污染及毒性等問(wèn)題，而磷系阻燃劑除對(duì)苯乙烯和聚烯烴等幾大類聚合物外是非常有效的阻燃劑,，而且二次污染小,，所以該阻燃劑受到人們的關(guān)注。
磷酸銨類
磷酸一銨(MAP)和磷酸二銨(DAP)仍是纖維與織物、無(wú)紡織物,、紙張,、木材等多種纖維素的有效阻燃劑。它們能形成磷酸,，使纖維素羥基酯化,，所生成的纖維素分解成炭，改變了熱降解歷程,，從而達(dá)到阻燃的目的,。它們易溶于水，故其阻燃性不能持久,。它是目前膨脹型阻燃劑主要組分之一,。
Hong磷
Hong磷是極有效的阻燃劑，可用于含氧聚合物,，例如PC,，PET，PBT,，PPE,，其作為尼龍部件的阻燃劑在歐洲用得較多。由于Hong磷會(huì)與大氣中的水反應(yīng)生成有毒的磷化氫,，因此工業(yè)產(chǎn)品需要做穩(wěn)定化處理和包覆,。
三羥基磷(膦)酸酯
三羥基磷(膦)酸酯作為不飽和聚酯高度填充(如氫化鋁、碳酸鈣)時(shí)的稀釋劑,。它在鹵化聚酯中也作為協(xié)效劑,，不如氧化銻有效，但加工性好,。較不易揮發(fā)的三羥基磷酸酯有三丁基磷酸酯,、三辛基磷酸酯和三丁氧基乙基的磷酸酯。二甲基磷酸甲酯含磷量高達(dá)25%,是極有效的阻燃劑,。它的高揮發(fā)性限制了應(yīng)用,。適用于聚氨酯硬泡，高填的熱固性樹脂,。在高填充的熱固性樹脂中也作為黏度稀釋劑,。二乙基磷酸乙酯在氨基甲酸乙酯有發(fā)泡劑和胺催化劑的條件下比較穩(wěn)定。
芳基磷酸酯類
芳基磷酸酯類在工業(yè)中主要用于PVC和乙酸纖維素的不燃性增塑劑和作為工程塑料如PPE,，PC/ABS合金的非鹵阻燃劑,。
烷基化磷酸三苯酯
芳基磷酸酯類都是液體，主要烷基化產(chǎn)物是用合成的異丙基葳酚或異丁基苯酚制成的,。制法是先使苯酚烷基化,，然后再同磷酰氯反應(yīng),。因此烷基化三芳基磷酸酯是一混合物。其中磷酸三丁苯酯的抗氧化性能較好,，但增塑性較差,。磷酸甲三基二苯酯是PVC有效的阻燃劑。但也易揮發(fā),，在歐洲使用,。烷烴二芳基膦酸酯增塑性較好，用于PVC有較好的低溫性,，它的生煙量也比三芳基膦酸酯少,。
2-乙基己基二苯基磷酸酯
2-乙基己基二苯基磷酸酯已得到美國(guó)食品和藥品管理局的批準(zhǔn)可用于食品包裝。異癸基二苯基磷酸酯由于有較長(zhǎng)的烴基不易揮發(fā),，可用于PVC電纜,，尤其高壓電纜。
二聚體芳基磷酸酯揮發(fā)性較低,，其連接基為間苯二酚,、對(duì)苯二酚或雙苯酚。它們用于熱塑性塑料(如PPE,，PC/ABS),。
改性聚苯醚(PPE)
改性聚苯醚(PPE)是PPE與高抗沖聚苯乙烯(PS-HI)的摻混物。根據(jù)等級(jí),，一般含有55%~65%的PS-HI,。雖然磷酸酯并不能使PS-HI達(dá)到UL94阻燃等級(jí)，但它在工業(yè)上用于阻燃PPE樹脂,，并達(dá)到UL95V-0級(jí),。通過(guò)磷酸酯所生成的磷酸使PPE成炭達(dá)到阻燃的目的。工業(yè)用的阻燃劑是液態(tài)的烷基化的三芳膦酸酯或二烯酸酯,。
三芳基膦酸酯
三芳基膦酸酯在加工時(shí)會(huì)揮發(fā),，導(dǎo)致應(yīng)力斷裂。用較不揮發(fā)的二磷酸酯則可減少應(yīng)力斷裂,。雙酚A可為二磷酸醌的連接基團(tuán)。
含鹵磷酸酯
含鹵烷基磷酸酯主要用于聚氨酯較硬泡沫制品,。但熱穩(wěn)定性較差,。但因含鹵磷酸酯因基毒性，已被歐盟等多數(shù)國(guó)家禁止使用,，我國(guó)也不推薦使用,。
磷的氧化物類
磷氧化物具有水解穩(wěn)定的P—C鍵，它們的含P量高于芳基磷酸酯,，因而是更有效的阻燃劑,。它們的二元醇和三元醇是聚氨酯和環(huán)氧樹脂的活性阻燃劑。
磷化合物作為阻燃劑，可在凝聚相中抑制自由基反應(yīng),，它們本身還可生成玻璃狀物質(zhì)直到傳熱,、傳質(zhì)的阻隔作用。有機(jī)磷系阻燃劑被認(rèn)為是替代鹵代阻燃劑有前景的品種之一,。
3,、無(wú)機(jī)氫氧化物
無(wú)機(jī)氫氧化物是非常重要的阻燃劑。無(wú)機(jī)氫氧化物易處理,，相對(duì)無(wú)毒,，不產(chǎn)生有毒、有腐蝕性的氣體,，而且抑煙,，更重要的是比鹵、磷阻燃體系便宜,。這類阻燃劑采用適當(dāng)?shù)呐浞娇墒共牧线_(dá)到多種測(cè)試要求,。無(wú)機(jī)氫氧化鋁是無(wú)機(jī)氫氧化物銷售多的阻燃劑，主要用于加工溫度在200℃以下的合成橡膠,、熱固性樹脂及熱塑性塑料,。
考慮含鹵及含磷阻燃劑的環(huán)境問(wèn)題，無(wú)機(jī)氫氧化物阻燃劑的應(yīng)用得到持續(xù)的增長(zhǎng),。
氫氧化鋁(ATH)
氫氧化鋁是應(yīng)用廣泛的阻燃劑之一,。是一種無(wú)毒、白色至淺白色的粉末,，相對(duì)密度2.42,，莫氏硬度為3.0，當(dāng)溫度加熱到高于320℃時(shí),，氫氧化鋁因失水而損失其重的34.6%,。
對(duì)于加工溫度低于氫氧化鋁分解溫度(190~230℃)的聚合物，氫氧化鋁是一種優(yōu)良的阻燃材料,，值得注意的是顆粒直徑的大小對(duì)于熱穩(wěn)定有影響,。
氫氧化鋁作為阻燃材料，用于彈性體,、熱固性樹脂及熱塑性塑料等,，也大量用于生產(chǎn)阻燃地毯的苯乙烯-丁二烯膠乳中，用于生產(chǎn)阻燃絕緣橡膠電纜,、保溫泡沫塑料,、傳送皮帶及軟管中等?？捎糜谌坎伙柡蜆渲?，如層壓大頂棚及墻體,，用于盥洗室器具、裝飾墻板,、各種套罩,、汽車防護(hù)罩、卡車零部件等,，以及電子元件包括絕緣體及線路板,。還包括建筑施工用具等。
氫氧化鋁用于環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂中,，包括膠粘劑,、層壓制件、線路板,、仿大理石及陶瓷用具等,。
氫氧化鋁用于交聯(lián)丙烯酸樹脂阻燃及裝飾，作頂棚,、水槽,、盥洗室面板、裝飾材料及貼墻板等,。
在熱塑性塑料方面,，由于鹵化物對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越受到關(guān)注，特別是在歐洲,，氫氧化鋁越來(lái)越受到重視,。其應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。在軟,、硬PVC,，乙丙橡膠、EPDM,，EVAC,，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、PE-LD,，PE-HD,，PE與PP的混合物，利用茂催化技術(shù)制造的塑料等,。另外,，在電線電纜、導(dǎo)管,、管道,、膠粘劑,、建筑用的層壓板,、隔熱泡沫方面也得到普遍應(yīng)用,。
氫氧化鋁可以提供生煙度較低的配方。與含鹵化物和氧化銻混合物的配方相比,，該種配方生煙毒性低,、腐蝕性也小。根據(jù)聚合物以及要求不同,，氫氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~75%,，在非鹵系統(tǒng)中，一般為35%~65%.在此應(yīng)用范圍有時(shí)會(huì)增加混合物黏度,，并對(duì)樹脂的物理性能產(chǎn)生負(fù)面影響,。采用合適的助劑，合理的攪拌技術(shù)能使氫氧化鋁充分地分散,，極大地降低上述影響,。氫氧化鋁經(jīng)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硪材軠p少因填充率高而產(chǎn)生的影響，可能增加材料的成本,。
氫氧化鎂
氫氧化鎂是銷售量第二大無(wú)機(jī)氫氧化物阻燃劑,。是一種白色至淺白色晶狀體粉末，相對(duì)密度2.4,，莫氏硬度3.0,。加熱至450℃以上時(shí)，因失去水而減重30.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),。
氫氧化鎂作為阻燃劑時(shí),，其純度要求相當(dāng)高，至少含98.5%的氫氧化鎂,，許多等級(jí)高于99.5%,。大多數(shù)阻燃等級(jí)為白色粉末，顆粒直徑范圍從0.5~5μm不等,。表面積為7~15平方米/g,。大多數(shù)作為阻燃劑的氫氧化鎂經(jīng)表面處理，以提高其在聚合物中的分散性和分布,。氫氧化鎂與氫氧化鋁一樣以較高的添加量使用,，一般為50%~70%。由于高純度要求和表面處理要求,，使得氫氧化鎂比沉淀級(jí)的氫氧化鋁貴,。
氫氧化鎂用于加工溫度在200~225℃的熱塑性塑料及熱固性樹脂。主要用于EVAC,，PP及共混物,、ABS及其共混物、含氟聚合物,、PPE及共混物,、聚酰亞胺等,。不能用于熱塑性聚酯。氫氧化鎂與氫氧化鋁一起使用,，以滿足不同使用要求,。電線電纜、機(jī)架,、建筑多層板,、管道、電器等零件中也會(huì)用氫氧化鎂,。
4,、硅化合物
硅化合物是新型阻燃劑。它可*不依賴鹵素和磷的化合物而發(fā)揮阻燃作用,。近有關(guān)硅阻燃劑的文章和zhuan利成為新熱點(diǎn),。所有各種組成的硅被用作阻燃劑研究。含硅合物無(wú)論是作為聚合物的添加劑還是與聚合物組成共混物,，都具有明顯的阻燃作用,。
實(shí)用化的含硅化合物阻燃技術(shù)有：
通過(guò)接枝反應(yīng)，在高分子引入硅原子或硅基團(tuán);
添加硅樹脂粉末;
加入高分子量硅油與有機(jī)金屬化合物,、白炭黑;
硅橡膠與金屬化合物并用;
聚合物/粘土納米復(fù)合材料;
加主硅酸鹽;
硅膠與碳酸鉀并用;
含硅的低熔點(diǎn)玻璃,。
含硅阻燃劑及其阻燃劑技術(shù)目前得到廣泛的研究，含硅阻燃的高聚物大多少煙無(wú)毒,，燃燒熱值低,，火焰?zhèn)鞑ヂ蚨艿街匾?，其發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景是十分巨大和廣闊的,。
文章轉(zhuǎn)載：慧聰塑料網(wǎng)