阻燃劑的開發與應用
- 發布時間：2019-05-24 05-24 16:43 作者：康阜新材料
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阻燃劑從50年代后期開始廣泛應用，我國從60年代開始對阻燃劑的研制、生產和應用。由于起步遲，品種少且產量不高，處于發展階段，未達到精品階段。目前品種有：無機阻燃劑、溴系阻燃劑、磷系阻燃劑、氯系阻燃劑、硼系阻燃劑等。
阻燃劑顧名思義就是能阻止燃燒或抑制火苗傳播速度的一種添加劑，主要針對高分子材料的易燃聚合物而設計。
阻燃級別按美國UL-94標準分三個級別：
1），V-0級，離火后十秒熄滅。
2），V-1級，離火后10～30秒熄滅。
3），V-2級，離火后30秒熄滅。
材料阻燃性能還以氧指數(OI)分為：
1)、OI﹤22時，為易燃性塑料。
2)、OI22~27時，為自熄性塑料，
3)，OI﹥27時，為難燃塑料。
A、阻燃劑的阻燃機理有以下五點：
1.保護層機理，即在燃燒狀態的溫度下阻燃劑形成一層不燃燒的保護層覆蓋在燃燒物上，從而隔離空氣而達到阻燃效能。如硼酸鋅，鹵代磷阻燃劑等。
2.不燃性氣體機理，就是阻燃劑能在一般溫度下立即分解出不燃性氣體稀釋可燃氣體或沖淡燃燒區里氧的濃度從而阻止燃燒，如含鹵阻燃催化劑等。
3.冷卻機理，即阻燃劑能使聚合物固體表面層在較低溫度下熔化而吸收潛熱或發生吸熱反應，大量消耗熱量從而阻止燃燒繼續進行。如水合氧化鋁即氫氧化鋁或氫氧化鎂等。
4.終止鏈鎖反應的機理，即阻燃劑分解時所產生的分解物易與活性的游離基發生反應作用，這樣就降低了游離基的存在濃度，同時不能更好支持燃燒繼續順利進行下去。因為聚合物燃燒時分解為烴，而烴在高溫下進一步氧化分解成OH。該游離基被阻燃劑分解物鹵化氫Hx所捕獲而切斷鏈鎖反應從而終止燃燒。如溴系氯系類阻燃劑有該功能。
5.協同作用機理，多種阻燃劑的復配起到相互協同的效果，從而提高阻燃效能。如銻與鹵結合，磷與鹵結合，磷與氮結合等。
B、幾種常用常見的阻燃劑
1.十溴聯苯醚(DBDPO)熔點304℃，無毒、白色粉體，含溴80%以上。屬添加型阻燃劑。常用于PP、PE、PS、PBT、PET、ABS等塑料，但耐候性較差。
2.八溴聯苯醚(BDDP)，熔點100℃、屬芳香族溴化物之阻燃劑，常用于PP、PE、PS、ABS。
3.六溴苯(HBB)，白色粉體、熔點320℃、屬添加型阻燃劑，多與三氧化二銻并用。常用于PE、PP、PS、ABS、PA、PBT、PET。
4.四溴雙酚A(TBA)白色粉末，熔點179℃，是反應型也是添加型的多用型的阻燃劑，常用于EP，PC、HIPS、AS、ABS、PF。
5.三氧化二銻（Sb2O3）或叫氧化銻，白色粉末。添加型阻燃劑，多與鹵素化合物并用效果更佳，適用于PP、PE、PVC、PBT、PET、PU。
6.氫氧化鋁AL(OH)3，無毒白色粉末，200℃左右脫水，吸收大量燃燒熱而達到阻燃作用。常應用于PE、PP、PS、PVC、PU、PF、AF、ABS等。添加量40～60%。
7.氫氧化鎂Mg(OH)2，纖維狀白色粉體，燃燒時會釋放出大量水蒸汽稀釋可然氣體濃度，從而降低著火物的溫度。但其耐酸性差，不宜用于PET、PBT、PC塑料中。
8.硼酸鋅(FB)，熔點980℃，白色粉末多與氫氧化鋁、氯化石蠟、十溴、六溴、四溴等配合使用效果更明顯，常用于PVC，氯丁橡膠，氯化聚乙烯，鹵化聚酯樹脂。
9.聚磷酸銨(APP)，屬添加型阻燃劑，燃燒時受熱脫水生成碳化膜起阻燃作用。可用于PE、PP、PU，橡膠制品、凃?、木材、紙張、纖維等的阻燃。
10.氧化鉬(MoO3)屬消煙型阻燃劑，白色粉末，多與氧化銻和氧化鋁協同使用。常用于PVC和不飽和聚酯等塑料。
11.氧化硅，即氣相白炭黑，有阻燃和增強雙作用，常與鹵素阻燃劑協同使用，效果明顯。
12.氯化石蠟-70，即含氯量70%的氯化石蠟，主要用來當阻燃劑，白色粉末、無毒，軟化點120℃，主要用于PVC、PSE、1PU、PF、EVA、PE、PP。通常與氧化銻同等量并用。
C、近期幾種流行阻燃劑
高分子材料要求物性完善化綜合化規范化，其中阻燃劑添加量要求少而精，既阻燃又抑煙。近期流行于市場有:1)、膨脹型阻燃劑，無鹵、低煙、低毒、抗熔滴、無腐蝕性氣體揮發。如可膨脹石墨，用于PU泡沫塑料。2)、有機硅系阻燃劑，屬一種無鹵阻燃劑，也是一種成炭抑煙劑。優點是:添加量少，無鹵、低煙、低毒。如DCRM4-7081添加1~8%在PP中，便可達到阻燃和?煙效果。
D、阻燃劑的發展趨勢
由于防火法規日趨完善和嚴格，阻燃產品日趨規范和全面。因此阻燃劑品種正朝著無鹵、低煙、低毒、多功能、復合型方向發展。以AL(OH)3為主，添加，以Mg(OH)2煙霧質氧化硅為主發展磷系阻燃劑。開發新型的有增效功能的阻燃劑，適應特種工程塑料的需要，從而達到高聚物阻燃化的目的。
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