作者:湖北友丰科技有限公司#阻燃剂#
阻燃剂种类繁多,按照其组成可分为:有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是卤系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。
1.卤系阻燃剂
卤系阻燃剂是含有卤素元素并以卤素元素起阻燃作用的一类阻燃剂。卤系的四种卤系元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)都具有阻燃性,阻燃效果按F、Cl、Br、I的顺序依次增强。以碘系阻燃剂最强。生产上,只有氯类和溴类阻燃剂被大量使用.而氟类和碘类阻燃剂少有应用,这是因为含氟阻燃剂中C-F键太强而不能有效捕捉自由基.而含I阻燃剂的C-I键太弱易被破坏.影响了聚合物性能(如光稳定性),使阻燃性能在降解温度以下就已经丧失。
卤系阻燃剂(特别是溴系阻燃剂)的最大优点是阻燃效率高、用量少、相对成本较低。此外.溴系阻燃剂与材料的相容性较好,因而我国的阻燃剂仍以卤系阻燃剂为主,主要包含氯系和溴系.占整个阻燃剂体系的8O%以上。但是.卤系阻燃剂在高温、明火情况下会放出卤化氢等具有腐蚀性的有毒气体并伴有浓烟口.阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时.更加注重环保与生态安全.在这种背景下.一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力.迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品.同时也将促进新阻燃材料的问世。
2.磷系阻燃剂
磷系阻燃剂根据磷系阻燃剂的组成和结构以及作用机理.可分为无机磷系阻燃剂、磷系膨胀型阻燃剂和有机磷系阻燃剂三大类。
无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵等磷一铵阻燃剂。红磷对多种高聚物都有很好的阻燃效果.自年被发现后一直备受 膨胀型阻燃剂是以磷、氮为主要阻燃元素的阻燃剂,该类阻燃剂由酸源(脱水剂)、碳源(成碳剂)和气源(发泡剂)三部分组成。这一体系早就被用作防火涂料.但是人们在近几年内才认识到其膨胀特性其作用机理是膨胀型阻燃剂在受热时于材料表面形成致密的多孔泡沫碳层.该泡沫碳层既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放.又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源.从而能有效的阻止火焰的蔓延和传播,达到阻燃的效果。这一技术基本克服了许多传统阻燃剂存在的缺点.被誉为阻燃技术的一次革命,受到了阻燃界的一致推崇.是今后阻燃材料发展的主流。
有机磷化合物是添加型阻燃剂。它具有阻燃增塑双重功能,该类阻燃剂燃烧时产生的偏磷酸可以形成稳定的多聚体,覆盖于可燃材料表面隔绝外部氧气进入和内部可燃性气体溢出,起到阻燃作用。其阻燃效率高.可达溴化物的4~7倍。
磷系阻燃剂具有低卤、无卤、低烟、低毒的特性,其用量少,效率高.符合阻燃剂的发展方向。在阻燃剂领域倍受 氢氧化铝及氢氧化镁阻燃剂是最常见的无机阻燃剂.具有无毒、稳定性好。高温下不产生有毒气体.还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点,而且价格低廉,来源广泛。氢氧化铝的脱水吸热温度较低,约为~℃,因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著。氢氧化镁阻燃剂在适量添加时,可显著减缓PE、PP、PVC及ABS等的热分解温度.具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。但是氢氧化镁分解温度较高.在~%左右.吸热量也较小,对抑制材料温度上升的性能比氢氧化铝差,对聚合物的炭化阻燃作用却优于氢氧化铝.因此两者复合使用,互为补充.其阻燃效果比单独使用更好。但由于无机阻燃剂是填料型的,在树脂中添加量较大,往往会不同程度地影响材料的加工性能和机械力学性能。因此,对传统的无机阻燃剂进行改性研究已成为目前比较热门的研究课题,无机阻燃剂的微胶囊化、表面改性、少尘或无尘化和协同效应等,已成为解决这一问题的良策
4.锑系阻燃剂
三氧化二锑、胶体五氧化二锑和锑钠是锑系阻燃剂的主要产品,其中广泛应用的是三氧化二锑。它是一种典型的添加型无机阻燃剂.主要用于塑料制品和纺织织物的阻燃,亦可用作橡胶、木材的阻燃剂。其阻燃机理是三氧化二锑在燃烧期首先熔融,熔点为℃,在材料表面形成保护膜隔绝空气,通过内部吸热反应降低燃烧温度.在高温状态下三氧化二锑被氧化,稀释了空气中氧浓度.从而起到阻燃作用。不含卤的锑化合物本身几乎没有阻燃作用,但当它们与含卤有机化合物一同使用时,便构成了非常有效的锑/卤阻燃协效体系我国锑储量占据世界首位,对于发展锑系阻燃剂十分有利,研究开发超细、高纯白的锑氧产品是目前发展的重点。