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无卤阻燃剂有哪些

浏览次数: 日期:2017年1月18日 11:43

(1)氢氧化铝。氢氧化铝[Al(OH)3]即三水合氧化铝,其用量占阻燃剂使用总量的40%以上。Al(OH)3本身具有阻燃、消烟、填充三个功能,因其不挥发,无毒,又可与多种物质产生协同阻燃作用,被誉为无公害无机阻燃剂。但是,Al(OH)3有添加量大的缺点,通常需要加入50%以上才能显示很好的阻燃效果。为克服这一缺点,可采用改进造粒技术,向超细化方向发展,使粒度分布变窄;改进包覆技术,以改善其在聚合物中的分散性;用大分子键合方式处理等方法进行。Al(OH)3的阻燃机理是:(a)向聚合物中添加ATH,降低了可燃聚合物的浓度;(b)在250℃左右开始脱水、吸热、抑制聚合物的升温;(c)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;(d)在可燃物表面生成Al2O3,阻止燃烧。
    (2)氢氧化镁。氢氧化镁是目前发展较快的一种添加型阻燃剂,低烟、无毒、能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体,故是一种环保型绿色阻燃剂。其阻燃机理与Al(OH)3相似。与Al(OH)3相比,Mg(OH)2的分解温度比Al(OH)3高100-150℃,可用于加工温度高于250℃的工程塑料的阻燃,且还有促进聚合物成炭的作用,但要达到一定的阻燃效果,添加量需要在50%以上,对材料的性能影响很大。为减少聚合物中Mg(OH)2的添加量,一种办法是将Mg(OH)2颗粒细微化,另一种方法是采用包覆技术对Mg(OH)2表面进行改性,以提高其与聚合物的相容性。
    (3)红磷。红磷是一种性能优良的阻燃剂,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,呈深红色,因此使用受到很大的限制。为了解决上述一些缺点,对红磷进行表面处理是研究的主要方向,其中微胶囊化是最有效的方法。目前国际市场上已经有多种型号的微胶囊红磷产品,国内也进行了大量的研究,一般使用氢氧化铝、金属硫酸盐、合成树脂为包囊壁材,但是推向市场的并不多。今后红磷表面处理发展方向为:一是通过对包囊的囊材进行改性,使其同时兼具热稳定、增塑和阻燃等功能,发展多功能的微胶囊红磷阻燃剂;二是研究各种阻燃剂与红磷阻燃剂的有效复配关系,并使之微胶囊化,增加阻燃效果,提高材料力学性能;三是红磷具有抑烟效果,可以寻找合适的消烟剂与之进行复配,火灾中抑烟比防火更为重要,促进发展消烟技术。
    (4)可膨胀石墨。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。可膨胀石墨膨胀的初始温度为220℃左右,一般在220℃开始轻微膨胀,230-280℃迅速膨胀,之后体积可达原来的100多倍,甚至280倍。可膨胀石墨在阻燃过程中主要起到以下作用:(a)在高聚物表面形成坚韧的炭层,将可燃物与热源隔开;(b)在膨胀过程中大量吸热,降低了体系的温度;(c)在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子,促进脱水碳化,并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。可膨胀石墨与磷化合物、金属氧化物复合使用,能产生协调作用,加入少量就能达到阻燃目的。
    (5)聚磷酸铵。聚磷酸铵(APP)是一种性能良好的无机阻燃剂,是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域,其外观为白色粉末,分解温度>256℃,聚合度在10-20之间为水溶性的,聚合度大于20的难溶于水。APP比有机阻燃剂价廉,毒性低,热稳定性好,可单独或与其它阻燃剂复合用于塑料的阻燃。高温下,APP迅速分解成氨气和聚磷酸,氨气可以稀释气相中的氧气浓度,从而起阻止燃烧的作用。聚磷酸是强脱水剂,可使聚合物脱水炭化形成炭层,隔绝聚合物与氧气的接触,在固相起阻止燃烧的作用。

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