2020年05月27日行业资讯
阻燃剂,也称为难燃剂,是一种添加剂,可以防止聚合物材料着火并阻止火焰蔓延。较为常用与较为重要阻燃剂是磷,溴,氯,氮系阻燃剂,磷-卤系阻燃剂,磷-氮系阻燃剂,锑和铝化合物。
①溴系阻燃剂 含溴的阻燃剂是较为广泛使用的阻燃剂之一、包括脂肪族、指环族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物。这种阻燃剂具有高阻燃效率和阻燃性。该效果是氯系阻燃剂的两倍,并且相对添加量很小。
②氯系阻燃剂 含氯阻燃剂因其价格低廉而被广泛使用。高氯含量的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂,但仅适用于热稳定性低且加工温度低于200°C的复合材料。氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐具有较高的热稳定性,常用作不饱和树脂的阻燃。其机理是在热解过程中,分解出捕获和转移燃烧自由基的X和HX,HX稀释了空气裂解过程中产生的可燃气体,有效的阻止了可燃气体与空气的接触。
③磷系阻燃剂
有机磷化物是添加型阻燃剂,这类产品的阻燃机制是在燃烧过程中会产生偏磷酸,形成稳定的多聚体,促进了易燃材料的脱水和碳化,并阻止或减少了可燃气体的产生。偏磷酸在热解过程中在、燃材料的表面形成玻璃状熔体,促进氧化并形成二氧化碳,起到了阻燃的效果,这类阻燃剂主要有磷(膦)酸脂和含卤磷酸酯及卤化磷等,如TPP、BDP、RDP、RDXP、CEPPA、DMMP、TCPP、TCEP,广泛用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯,聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。
④氮系阻燃剂 在氮系阻燃剂中,氮的化合物和可燃物促进交链成炭,降低可燃物的分解温度,并产生不燃气体以稀释可燃气体。
⑤无机阻燃剂 无机阻燃剂是根据化学结构的习惯分类的一类阻燃剂,例如氧化锑,氢氧化铝,氢氧化镁,硼酸锌等。
⑥磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂 阻燃的目的主要是通过磷-卤与磷-氮的协同作用实现的,在磷-卤素与磷-氮的双重作用下,阻燃效果更好。
有机阻燃剂与无机阻燃剂
①有机阻燃剂是以溴,氮,红磷和含磷化合物为代表的阻燃剂。
②无机阻燃剂主要有磺酸盐系列,次磷酸盐类,三氧化二锑,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,硅系等阻燃体系。
有卤阻燃剂与无卤阻燃剂
①有卤阻燃剂分为十溴二苯乙烷、十溴联苯醚、溴化双S醚、溴代三嗪、BC52/BC58等种类。
②无卤阻燃剂则分为PC专用无卤透明阻燃剂,磷氮互配阻燃剂(APP、MCA、MPP)、聚甲基苯基硅氧烷等种类。
阻燃机理
阻燃剂通过多种机理发挥阻燃作用,包括吸热作用,覆盖作用,链反应抑制作用和不可燃气体的窒息作用。大多数阻燃剂通过结合多种机理来达到阻燃的目的。
①吸热效应
在短时间内产生的热量是有限的,如果火源产生的一部分热量可以在短时间内被吸收,则火焰温度将下降,辐射到燃烧表面并作用于分解成自由基的可燃分子的热量将减少,燃烧反应在某种程度上受到抑制。在高温条件下,阻燃剂会发生强烈的吸热反应,吸收燃烧释放的部分热量,降低可燃材料表面的温度,有效地抑制可燃气体的产生,防止燃烧扩散。
②覆盖作用
在将阻燃剂添加到易燃材料中后,阻燃剂具有通过在高温下形成玻璃状或稳定的泡沫覆盖物来隔绝氧气,拥有隔热、隔氧和阻止可燃气体流出的功能,从而实现了阻燃的效果。
③抑制链反应作用
根据燃烧链反应理论,需要自由基来维持燃烧。阻燃剂作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而防止火焰扩散,降低燃烧区中的火焰密度,并最终降低燃烧反应速率直至燃烧终止。例如,含卤阻燃剂具有相同或相似的蒸发温度和聚合物分解温度,并且当聚合物分解时,阻燃剂同时挥发。此时,含卤阻燃剂和热解产物同时处于气相燃烧区,并且由于卤素可以在燃烧反应中捕获自由基,因此它防止了火焰的扩散并降低了燃烧区中的火焰密度,最终降低燃烧反应速率至燃烧终止。
④不燃气体窒息作用
当阻燃剂被加热时,产生不然气体,并且由可燃物质分解的可燃气体的浓度被稀释到低于燃烧下限。同时,对燃烧区中的氧气浓度有稀释作用,防止继续燃烧并达到阻燃作用。
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