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浅谈无卤阻燃剂分类及其阻燃机理

浏览:74 发布日期:2017-12-13

  浅谈无卤阻燃剂分类及其阻燃机理

  在越来越追求环保的今天,研发使用性能更优、效果更佳、更加环保的无卤阻燃剂成为主要工作,关于其分类,我们前文简单提及过,但是关于它们的具体介绍以及阻燃机理大家又了解多少呢?

  一、无机金属化合物阻燃剂

  目前,最有代表性的无卤无机金属化合物阻燃剂主要有氢氧化铝和氢氧化镁。氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充三个功能,加上 其不挥发、无毒,又可与多种物质产生协同阻燃作用,因此其用量一直保持较高的增长速率,其在阻燃剂的总用量中一直保持在40%以上的比例。

  氢氧化铝的阻燃机理是:

  (1)向聚合物中添加ATH,降低了可燃聚合物的浓度;

  (2)在250℃左右开始脱水、吸热、抑制聚合物的升温;

  (3)分解生成的水蒸气稀释了可燃气体和氧气的浓度,可阻止燃烧进行;

  (4)在可燃物表面生成Al2O3,阻 止燃烧。

  氢氧化镁是目前发展较快的一种添 加型无机金属阻燃剂,低烟、无毒、 能中和燃烧过程中的酸性以及腐蚀性 气体。其阻燃机理与ATH相似。

  二、可膨胀石墨阻燃剂

  可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃剂,它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理,然后经水洗、过滤、干燥后,再在900~1000℃下膨化制得。

  可膨胀石墨的阻燃机理是:它在 瞬间受到200℃以上的高温时,由于吸留在层型点阵中的化合物的分解, 石墨会沿着结构的轴线呈现出数百倍的膨胀,并在1100℃时达到最大体积,任意膨胀后的最终体积可达到初始的280倍,这一特性使得可膨胀石墨能在火灾发生时通过体积的瞬间增大将火焰熄灭。目前可膨胀石墨已经在不同领域内进行了商业化应用,如聚氨酯泡沫塑料等,另外也应用于结构结合、电缆分割和分割管路的防火。

  三、氮系阻燃剂

  氮系阻燃剂相对于其他阻燃剂来说发展较晚,具有挥发性小、无毒、 无卤、低烟、不产生腐蚀性气体、价格低廉、抗紫外线照射、与聚合物相容性好、分解温度高等优点,多与其他阻燃剂复配使用。

  四、硅系阻燃剂

  硅系阻燃剂因有害性低而受到人们的关注。按组成结构可分为无机硅和有机硅阻燃剂两大类。前者主要为 SiO2,兼有补强和阻燃作用,其阻燃机理是:当塑料燃烧时形成SiO2覆盖物,起到绝热和屏蔽双重作用。SiO2很少单独使用,常与卤化物并用。有机硅系阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成碳型抑烟剂。

  五、磷系阻燃剂

  磷系阻燃剂在无卤阻燃剂中占有重要的地位,按组成和结构可分为无机磷和有机磷系阻燃剂。前者主要是红磷和聚磷酸铵,后者主要是磷酸酯和膦酸酯。

  红磷是一种性能优良的无机磷阻燃剂,具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果,但易吸潮、氧化,并放出剧毒的气体,粉尘易爆炸,因而使其应用受到很大的限制。常采用氢氧化铝、金属硫酸盐、合成树脂为包囊壁材, 对红磷进行微胶囊化表面处理来改进其性能。