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阻燃剂分类

阻燃剂,赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,主要是针对高分子材料的阻燃设计的;阻燃剂有多种类型,按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。

反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应,因此使聚合物本身含有阻燃成分的,其优点是对聚合物材料使用性能影响较小,阻燃性持久。

阻燃剂按元素种类分为:卤系、磷系、卤-磷系、氮系、硅系、铝镁系等,按化学结构分为无机阻燃剂、有机阻燃剂、高分子阻燃剂等,按阻燃剂与被阻燃材料关系分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃剂共混改性。阻燃常采用的阻燃剂包括:铝镁系阻燃剂,即氢氧化镁、氢氧化铝;磷系阻燃剂,红磷母粒等;氮系阻燃剂MCA、MA等;有些还采用有机硅阻燃剂。

阻燃剂有卤系(一般为溴系);无机的氢氧化镁、氢氧化铝;磷系,红磷等;氮系MCAMA等及有机硅系。

氢氧化镁等属于无机阻燃剂,阻燃机理是燃烧时释放出结合的水,同时高填充量也降低了有机材料的可燃性。用氢氧化镁等阻燃优点是环保性好,不释放烟雾,不产生有害和有争议的气体,成本低廉。缺点是添加量大且亲和力差,V0阻燃级别一般添加比例≥65%。

磷系阻燃剂多为液体,闪点低,高温可能释放有毒气体,在聚丙烯中应用不多。固体的红磷也是塑料阻燃常采用的阻燃剂,相比氢氧化镁等阻燃剂的高填充红磷阻燃剂有明显优势。其一般添加比例在8%-12%可以做到离火自熄,经过包覆处理的红磷吸潮性和易燃性大为改观。可以经受300以下的温度,在加工过程中一般不易失火。用红磷阻燃更加适用于黑色或红色制品,其它颜色很难对红色形成遮挡。红磷的另外缺点就是阻燃的材料氧指数比较低,相溶性不够好,流动性差。适合对制品外观、性能等要求不高的场合使用。

溴类阻燃剂是卤系阻燃剂中的代表作,由于溴分子大于氯分子,且键能小,阻燃效率高。所以现在卤系阻燃剂多采用溴类。人们对卤素阻燃剂研究比较深入,透彻。原因是其阻燃效果好,效率高,使用方便,与树脂相溶性最好且便于加工。

溴系阻燃剂的最大问题体现在环保性能,制品的机械性能和使用成本等方面。环保问题是溴系阻燃剂讨论最多的话题,自从RoHS指令颁布并实施,环保性就成为溴系阻燃剂经常争论的话题。