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阻燃劑,賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑,主要是針對高分子材料的阻燃設計的;阻燃劑有多種類型,按使用方法分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。
添加型阻燃劑是通過機械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃劑主要有有機阻燃劑和無機阻燃劑,鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。
阻燃劑按元素種類分為:鹵系、磷系、鹵-磷系、氮系、硅系、鋁鎂系等,按化學結構分為無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑等,按阻燃劑與被阻燃材料關系分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。
通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃劑共混改性。阻燃常采用的阻燃劑包括:鋁鎂系阻燃劑,即氫氧化鎂、氫氧化鋁;磷系阻燃劑,紅磷母粒等;氮系阻燃劑MCA、MA等;有些還采用有機硅阻燃劑。
阻燃劑有鹵系(一般為溴系);無機的氫氧化鎂、氫氧化鋁;磷系,紅磷等;氮系MCA、MA等及有機硅系。
氫氧化鎂等屬于無機阻燃劑,阻燃機理是燃燒時釋放出結合的水,同時高填充量也降低了有機材料的可燃性。用氫氧化鎂等阻燃優點是環保性好,不釋放煙霧,不產生有害和有爭議的氣體,成本低廉。缺點是添加量大且親和力差,V0阻燃級別一般添加比例≥65%。
磷系阻燃劑多為液體,閃點低,高溫可能釋放有毒氣體,在聚丙烯中應用不多。固體的紅磷也是塑料阻燃常采用的阻燃劑,相比氫氧化鎂等阻燃劑的高填充紅磷阻燃劑有明顯優勢。其一般添加比例在8%-12%可以做到離火自熄,經過包覆處理的紅磷吸潮性和易燃性大為改觀??梢越浭?/span>300℃以下的溫度,在加工過程中一般不易失火。用紅磷阻燃更加適用于黑色或紅色制品,其它顏色很難對紅色形成遮擋。紅磷的另外缺點就是阻燃的材料氧指數比較低,相溶性不夠好,流動性差。適合對制品外觀、性能等要求不高的場合使用。
溴類阻燃劑是鹵系阻燃劑中的“代表作”,由于溴分子大于氯分子,且鍵能小,阻燃效率高。所以現在鹵系阻燃劑多采用溴類。人們對鹵素阻燃劑研究比較深入,透徹。原因是其阻燃效果好,效率高,使用方便,與樹脂相溶性最好且便于加工。
溴系阻燃劑的最大問題體現在環保性能,制品的機械性能和使用成本等方面。環保問題是溴系阻燃劑討論最多的話題,自從RoHS指令頒布并實施,環保性就成為溴系阻燃劑經常爭論的話題。