阻燃剂的开发与应用
- 发布时间：2019-05-24 05-24 16:43 作者：康阜新材料
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阻燃剂从50年代后期开始广泛应用，我国从60年代开始对阻燃剂的研制、生产和应用。由于起步迟，品种少且产量不高，处于发展阶段，未达到精品阶段。目前品种有：无机阻燃剂、溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氯系阻燃剂、硼系阻燃剂等。
阻燃剂顾名思义就是能阻止燃烧或抑制火苗传播速度的一种添加剂，主要针对高分子材料的易燃聚合物而设计。
阻燃级别按美国UL-94标准分三个级别：
1），V-0级，离火后十秒熄灭。
2），V-1级，离火后10～30秒熄灭。
3），V-2级，离火后30秒熄灭。
材料阻燃性能还以氧指数(OI)分为：
1)、OI﹤22时，为易燃性塑料。
2)、OI22~27时，为自熄性塑料，
3)，OI﹥27时，为难燃塑料。
A、阻燃剂的阻燃机理有以下五点：
1.保护层机理，即在燃烧状态的温度下阻燃剂形成一层不燃烧的保护层覆盖在燃烧物上，从而隔离空气而达到阻燃效能。如硼酸锌，卤代磷阻燃剂等。
2.不燃性气体机理，就是阻燃剂能在一般温度下立即分解出不燃性气体稀释可燃气体或冲淡燃烧区里氧的浓度从而阻止燃烧，如含卤阻燃催化剂等。
3.冷却机理，即阻燃剂能使聚合物固体表面层在较低温度下熔化而吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗热量从而阻止燃烧继续进行。如水合氧化铝即氢氧化铝或氢氧化镁等。
4.终止链锁反应的机理，即阻燃剂分解时所产生的分解物易与活性的游离基发生反应作用，这样就降低了游离基的存在浓度，同时不能更好支持燃烧继续顺利进行下去。因为聚合物燃烧时分解为烃，而烃在高温下进一步氧化分解成OH。该游离基被阻燃剂分解物卤化氢Hx所捕获而切断链锁反应从而终止燃烧。如溴系氯系类阻燃剂有该功能。
5.协同作用机理，多种阻燃剂的复配起到相互协同的效果，从而提高阻燃效能。如锑与卤结合，磷与卤结合，磷与氮结合等。
B、几种常用常见的阻燃剂
1.十溴联苯醚(DBDPO)熔点304℃，无毒、白色粉体，含溴80%以上。属添加型阻燃剂。常用于PP、PE、PS、PBT、PET、ABS等塑料，但耐候性较差。
2.八溴联苯醚(BDDP)，熔点100℃、属芳香族溴化物之阻燃剂，常用于PP、PE、PS、ABS。
3.六溴苯(HBB)，白色粉体、熔点320℃、属添加型阻燃剂，多与三氧化二锑并用。常用于PE、PP、PS、ABS、PA、PBT、PET。
4.四溴双酚A(TBA)白色粉末，熔点179℃，是反应型也是添加型的多用型的阻燃剂，常用于EP，PC、HIPS、AS、ABS、PF。
5.三氧化二锑（Sb2O3）或叫氧化锑，白色粉末。添加型阻燃剂，多与卤素化合物并用效果更佳，适用于PP、PE、PVC、PBT、PET、PU。
6.氢氧化铝AL(OH)3，无毒白色粉末，200℃左右脱水，吸收大量燃烧热而达到阻燃作用。常应用于PE、PP、PS、PVC、PU、PF、AF、ABS等。添加量40～60%。
7.氢氧化镁Mg(OH)2，纤维状白色粉体，燃烧时会释放出大量水蒸汽稀释可然气体浓度，从而降低着火物的温度。但其耐酸性差，不宜用于PET、PBT、PC塑料中。
8.硼酸锌(FB)，熔点980℃，白色粉末多与氢氧化铝、氯化石蜡、十溴、六溴、四溴等配合使用效果更明显，常用于PVC，氯丁橡胶，氯化聚乙烯，卤化聚酯树脂。
9.聚磷酸铵(APP)，属添加型阻燃剂，燃烧时受热脱水生成碳化膜起阻燃作用。可用于PE、PP、PU，橡胶制品、凃㪵、木材、纸张、纤维等的阻燃。
10.氧化钼(MoO3)属消烟型阻燃剂，白色粉末，多与氧化锑和氧化铝协同使用。常用于PVC和不饱和聚酯等塑料。
11.氧化硅，即气相白炭黑，有阻燃和增强双作用，常与卤素阻燃剂协同使用，效果明显。
12.氯化石蜡-70，即含氯量70%的氯化石蜡，主要用来当阻燃剂，白色粉末、无毒，软化点120℃，主要用于PVC、PSE、1PU、PF、EVA、PE、PP。通常与氧化锑同等量并用。
C、近期几种流行阻燃剂
高分子材料要求物性完善化综合化规范化，其中阻燃剂添加量要求少而精，既阻燃又抑烟。近期流行于市场有:1)、膨胀型阻燃剂，无卤、低烟、低毒、抗熔滴、无腐蚀性气体挥发。如可膨胀石墨，用于PU泡沫塑料。2)、有机硅系阻燃剂，属一种无卤阻燃剂，也是一种成炭抑烟剂。优点是:添加量少，无卤、低烟、低毒。如DCRM4-7081添加1~8%在PP中，便可达到阻燃和㧕烟效果。
D、阻燃剂的发展趋势
由于防火法规日趋完善和严格，阻燃产品日趋规范和全面。因此阻燃剂品种正朝着无卤、低烟、低毒、多功能、复合型方向发展。以AL(OH)3为主，添加，以Mg(OH)2烟雾质氧化硅为主发展磷系阻燃剂。开发新型的有增效功能的阻燃剂，适应特种工程塑料的需要，从而达到高聚物阻燃化的目的。
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