如何选择阻燃剂共62页
阻燃剂分类介绍
阻燃剂分类介绍以树脂与橡胶为基体得复合材料含有大量得有机化合物,具有一定得可燃性。
阻燃剂就是一类能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插得添加剂。
最常用得与最重要得就是阻燃剂就是磷、溴、氯、锑与铝得化合物。
阻燃剂根据使用方法可分为添加型与反应型两大类。
添加型阻燃剂主要包括磷酸酯、卤代烃及氧化锑等,它们就是在复合材料加工过程中掺合于复合材料里面,使用方便,适应面大但对复合材料得性能有影响。
反应型阻燃剂就是在聚合物制备过程中作为一种单体原料加入聚合体系,使之通过化学反应复合到聚合物分子链上,因此对复合材料得性能影响较小,且阻燃性持久。
反应型阻燃剂主要包括含磷多元醇及卤代酸酐等。
用于复合材料得阻燃剂应具备以下性能:①阻燃效率高,能赋予复合材料良好得自熄性或难燃性;②具有良好得互容性,能与复合材料很好得相容且易分散;③具有适宜得分解温度,即在复合材料得加工温度下不分解,但就是在复合材料受热分解时又能急速分解以发挥阻燃得效果;④无毒或低毒、无臭、不污染,在阻燃过程中不产生有毒气体;⑤与复合材料并用时,不降低复合材料得力学性能、电性能、耐候性及热变形温度等;⑥耐久性好,能长期保留在复合材料得制品中,发挥其阻燃作用;⑦来源广泛价格低廉。
(1)溴系阻燃剂含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香脂肪族得含溴化合物,这类阻燃剂阻燃效率高,其阻燃效果就是氯阻燃剂得两倍,相对用量少,对复合材料得力学性能几乎没有影响,并能显著降低燃气中卤化氢得含量,而且该类阻燃剂与基体树脂互容性好,即使再苛刻得条件下也无喷出现象。
(2)氯系阻燃剂氯系阻燃剂由于其便宜,目前仍就是大量使用得阻燃剂。
氯含量最高得氯化石蜡就是工业上重要得阻燃剂,由于热稳定性差,仅适用于加工温度低于200℃得复合材料,氯化脂环烃与四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高,常用作不饱与树脂得阻燃剂。
(3)磷系阻燃剂、有机磷化物就是添加型阻燃剂该类阻燃剂燃烧时生成得偏磷酸可形成稳定得多聚体,覆盖于复合材料表面隔绝氧与可燃物,起到阻燃作用,其阻燃效果优于溴化物,要达到同样得阻燃效果,溴化物用量为磷化物得4～7倍。
使用阻燃剂要满足这三个要求!
使用阻燃剂要满足这三个要求！
随着人们对安全的重视，阻燃材料的应用已经越来越广泛。
阻燃剂的作用是能够增加材料的抗燃性，不爆燃，并阻止或减缓火灾的发生和传播。
此外，阻燃剂还应具有环保性、可再生性等特点，才能更好地适应未来的需要。
使用阻燃剂需要满足以下三个要求。
1. 阻燃剂应具有稳定性和可持续性
阻燃剂的作用主要是通过物理或化学方式来保护材料不被火灾侵害。
因此，阻燃剂要具有耐高温、耐酸碱、低毒、不挥发等性质。
此外，阻燃剂还应具有可持续性，这需要阻燃剂具备一定的再利用和循环利用能力。
对于具有环保性的阻燃剂，更能够适应未来的需求。
2. 阻燃剂应具有可协同性
阻燃剂与基质材料之间的相容性很重要，否则会降低阻燃剂的效果。
因此，在挑选阻燃剂和基质材料时，要考虑它们之间的相容性，选择合适的阻燃剂种类和使用比例。
此外，阻燃剂在材料中的分散均匀性也很重要，需要采用合适的分散剂和工艺来确保阻燃剂充分分散。
3. 阻燃剂应具有高效性
阻燃剂的高效性是使用阻燃剂时最重要的考虑因素。
阻燃剂要确保在极短的时间内有效地抑制火势，阻止火焰的蔓延。
因此，阻燃剂的种类、使用量和细度都要达到一定的标准。
在使用阻燃剂时还需要结合规范和测试标准，确保阻燃材料满足相关的防火效果和性能指标。
总之，使用阻燃剂应该满足以上三个方面的要求。
在不断的技术更新和政策推动下，未来阻燃材料的需求将越来越高，阻燃剂也将不断地进行改进和完善。
纸张阻燃剂——精选推荐
纸张阻燃剂马永生( 潍坊学院化学化工系, 山东潍坊261061)中图分类号: TS727文献标识码: B阻燃纸属于特种纸的范畴, 是指着火时具有抑制火焰蔓延性能( 即具有火焰自消性) 的纸张。
目前阻燃纸主要有两大类: 一类是以石棉、矿棉、玻璃纤维、海泡石纤维等无机纤维为主要成分, 另一类是在纸浆中添加各种阻燃剂或浸渍涂布制成的具有阻燃效果的纸制品。
在本文中阻燃纸指的是第二类。
解产生大量不燃性气体, 如水、二氧化碳、氨气等。
这些不燃性气体将可燃性气体浓度稀释到可燃浓度范围以下, 以阻止燃烧的发生。
抑制效应: 高聚物的燃烧主要是OH自由基产生连锁反应, 此类物质具有与OH 自由基反复反应生成H2O 的能力, 结果抑制了产生自由基的连锁反应。
阻燃剂的功能贯穿于物体燃烧的全过程[5]。
当物体起燃后阻燃剂的作用反映在几个方面: 首先它使周围环境降温,随着温度的降低有助于燃烧逐步终止。
作用之二是分解并释放出N2、C O2 等不可燃气体, 阻断燃烧物与氧的接触, 并起到稀释氧的作用。
作用之三是生成能抑制燃烧的物质, 例如含卤阻燃剂具有此种功能, 在燃烧中生成卤系游离基,可捕捉可燃基团。
含磷类阻燃剂也具备此种功能, 燃烧中生成偏磷酸, 在空气和可燃物之间形成一道隔离屏障。
1.2 纸张阻燃剂的分类此类阻燃剂的作用机理主要是利用了隔离效应和抑制效应。
另外阻燃剂在受热时产生密度比空气大且不易燃的卤化氢气体, 覆盖到纸及纸制品的表面, 形成了一层保护膜, 从而使燃烧减慢或熄灭。
1.2.3 磷系阻燃剂磷系阻燃剂主要有磷酸氢盐、磷酸铵盐、聚磷酸氨和磷酸酯衍生物等。
最初应用的是磷酸氢盐, 现在应用的主要为有机化合物, 如聚磷酸铵、磷酸酯衍生物。
含磷化合物的阻燃机理也主要利用了隔离效应: 磷化物受热分解所产生的酸, 如磷酸、偏磷酸等, 在较高温度下和纤维作用, 碳化生成焦碳层附着在纸及纸制品表面, 隔绝了和空气的作用, 同时又防止和减少了甲烷、一氧化碳等气体的生成和逸出, 起到了阻燃的作用。
阻燃剂基础知识介绍
（二）微细化、抑烟性和耐热性是无机阻燃剂发 展方向。
（三）阻燃剂的开发向复合增效体系发展。
理想阻燃剂应具备如下性质：
阻燃效率高，添加量少， 无毒无烟，环境友好， 热稳定性好，便于加工，使用方便， 使用面广，对被阻燃物性能影响小， 便于回收，价格便宜。
影响聚合物燃烧的主要因素
1、 聚合物的热分解特性 2、 燃烧温度和着火温度 3、 燃烧热 4、 氧气浓度
截断燃烧的5个阶段的任一阶段都能达到阻燃 的目的，但最好使燃烧在萌芽状态就被制止，即 截断某一阶段来源或中断连锁反应，停止游离基 的产生。
阻燃机理有多种，分述如下：
1、 保护膜机理 2、 不燃性气体机理 3、 冷却机理 4、 终止链锁反应机理 5、 协同作用机理
阻燃剂具备的基本条件：
1、阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能， 即阻燃剂加入后，不降低热变形温度、机械强度 和电气特性。 2、具有耐候性和持久性，进行阻燃加工的塑料 制品都是准备长期使用的物品，因此阻燃效果不 能在制品使用 中消失。 3、无毒或低毒。 4、价格低廉，阻燃剂在制品中的添加量有增多 的倾向，所以价格要求低廉。
阻燃剂基础知识介绍
阻燃剂的概念
塑料、橡胶、纤维都是有机化合物，均 具有可燃性，极易在一定条件下燃烧。
阻燃剂是一种能防止材料被引燃或抑制 火焰传播的助剂。
在 全 球 的 火 灾 死 亡 事 故 中 有 80 ％ 左 右是由于有毒气体或烟的窒息造成的。
因此在阻燃剂的研究开发领域中， “阻燃”和“抑烟”是相辅相成的。也就 是说，“阻燃”的含义包括抑烟。
（2）隔热焦炭层
阻燃剂在燃烧温度下可使材料表面脱水炭化，形成一 层多孔性隔热焦炭层，从而阻止热的传导，起立即分解出不燃性气体， 稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻止燃烧 发生。
乙丙橡胶阻燃剂的选择
乙丙橡胶阻燃剂的选择近几年来，中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达15%-20%，远远高于全球3%-4%的水平。
这里主要介绍乙丙橡胶阻燃剂，阐述各类阻燃剂的阻燃原理及优缺点，目前阻燃剂的市场情况及阻燃剂在国内外的研究进展。
乙丙橡胶的氧指数（OI）仅为20%左右，属于易燃性橡胶。
因此其在应用过程中面临着提高阻燃性的迫切要求，选择合理高效的阻燃剂就成为解决问题的唯一有效方法。
对一些阻燃标准要求严格的领域和某些难于阻燃的橡胶材料，溴系阻燃剂在目前恐怕还是最实际的选择。
当然无溴无卤阻燃剂也占有一席之地。
阻燃剂的选择乙丙橡胶属于易燃产品常用的阻燃剂包括无卤阻燃剂和卤系阻燃剂等。
目前采用添加金属氢氧化物(主要是氢氧化镁和氢氧化铝)作为阻燃剂的方法来制备无卤阻燃的三元乙丙橡胶材料。
在这一方法中，为了得到高氧指数的三元乙丙橡胶材料，必须添加大量的氢氧化镁和氢氧化铝，从而造成硫化胶拉断伸长率大幅度降低，产品的加工性能和柔软性显著下降。
由于无机阻燃剂要想达到很好的阻燃效果填充量非常大，对橡胶性能影响较大，因此我们先用有卤阻燃体系为主来探讨乙丙橡胶材料的阻燃性，先选用我们比较熟悉的十溴二苯乙烷和三氧化二锑配合阻燃体系。
选用十溴二苯乙烷有如下优点：a)十溴二苯乙烷是一种使用范围广泛的广谱添加型阻燃剂，其溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的渗出性低；b)十溴二苯乙烷热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷（DBDO）及多溴代二苯并呋湳（DBDF），用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二恶英条例的要求，对环境危害小。
当然十溴二苯醚就另当别论了。
不然也没有：十溴二苯乙烷是十溴二苯醚的理想替代品一说了。
为了提高阻燃效率，卤素衍生物一般与三氧化二锑并用，成为卤-锑协同。
在高温下三氧化二锑能与卤系阻燃剂分解产生的卤化氢反应生成三卤化锑或卤氧化锑。
三卤化锑在燃烧区域内发生分解，可捕获气相中维持链式反应的活泼自由基，减少反应放热使火焰淬灭。
阻燃剂 -
在火灾中烟是最先产生和最易致死且贻误救火时机的因 素，据统计火灾中的死亡人数有60%-80%是窒息所致， 所以当代的“阻燃”是与“消烟”相提并论的，而且对 某些高聚物如PVC而言“消烟”比“阻燃”更为重要。
一、烟雾的组成 1、可见部分为固体悬浮物，主要是聚合物材料热分解或 不完全燃烧时所产生的固体、液体小颗粒悬浮在空气中 形成的一种溶胶。其中黑烟为炭黑，粒径为0.03-0.05μm； 白烟为悬浮在空气中的微小粒子。 2、不可见部分为气体。如HCl、CO2、CO、HCN及甲 烷等。
燃烧过程
燃烧的三要素:
燃烧五阶段
可燃物、 氧、热
(1)加热阶段 (2)降解阶段 (3)分解阶段 (4)点燃阶段 (5)燃烧阶段
影响燃烧的因素
✓ 热分解温度 ✓ 比热容和导热系数 ✓ 闪点和燃点
闪点：液体表面上能发生闪燃的最低温度 燃点：可燃物在空气或氧气中燃烧时的最低温度
阻燃机理
➢ 保护膜机理 ➢ 不燃性气体机理 ➢ 冷却机理 ➢ 终止链锁反应机理
全氯戊环癸烷
纯品为白色或淡黄色晶体，不溶于水，稍溶于一般有机溶 剂，含氯量78.3％，热稳定性及化学稳定性很好。全氯戊 环癸烷是有效的添加型阻燃剂，热稳定性及化学稳定性均 良好，无毒，多用于PE、PP、PS等树脂。
Cl Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
溴代联苯醚
代表是十溴二苯醚。应用很广，几乎所有塑料都可以用， 它是目前应用最广的芳香族溴化物，在300℃依然是稳定 的。与Sb2O3并用有很好的协同作用。
终止链锁反应机理
阻燃剂的分解产物易与活性游离基作用，降低某些游离基的 浓度，使作为燃烧支柱的链锁反应不能顺利进行。
阻燃剂简介介绍
物理隔绝
阻燃剂在可燃物表面形成 一层难燃的隔热层，阻止 热量传递和氧气进入，从 而抑制燃烧。
催化转化
阻燃剂通过催化作用将可 燃物转化为非可燃物，降 低燃烧的可能性。
阻燃剂的作用
提高材料阻燃性
在材料中添加阻燃剂，可以提高材料的阻燃性能 ，减少火灾发生的可能性。
降低火灾危害
阻燃剂可以抑制燃烧速度，减少火灾蔓延，降低 火灾对人员和财产的危害。
活性气体来达到阻燃效果。
阻燃剂广泛应用于建筑材料、纺 织品、电子产品、交通工具和其 他易燃物品中，以增加这些物品
的防火性能。
阻燃剂的分类
根据作用机理，阻燃剂可 分为反应型和添加型两类 。
反应型阻燃剂能够参与化 学反应，改变高分子材料 的化学结构，从而赋予材 料阻燃性能。
添加型阻燃剂则是将阻燃 剂添加到易燃材料中，通 过物理作用达到阻燃效果 。
THANKS
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根据使用领域，阻燃剂可 分为建筑用、纺织品用、 电子电气用、交通运输用 等类型。
不同领域的阻燃剂具有不 同的性能要求和标准，以 满足不同物品的防火需求 。
Hale Waihona Puke 02阻燃剂的原理与作用
阻燃剂的阻燃原理
01
02
03
化学反应
阻燃剂通过与可燃物发生 化学反应，降低可燃物的 温度或终止燃烧链反应， 从而达到阻燃效果。
阻燃剂简介介绍
汇报人： 2024-01-07
目录
• 阻燃剂的定义与分类 • 阻燃剂的原理与作用 • 阻燃剂的应用领域 • 阻燃剂的发展趋势与未来展望 • 阻燃剂的挑战与解决方案 • 阻燃剂的案例分析
01
阻燃剂的定义与分类
阻燃剂的定义
阻燃剂是一种能够阻止物质燃烧 的化学物质。
第二章 阻燃剂
阻燃剂的作用总是通过物理途径或化学途径来达到切断燃烧循环的目的。 1、保护膜机理 1）玻璃状薄膜 阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发、不氧化的玻璃状薄膜，覆在材料的表面上，可隔离空气（或氧），且能使热量反射出去或具有低的导热系数，以达到阻燃目的。
如使用卤代磷作阻燃剂就是这种情况： R4PX→R3P（膦）+RX（烷基卤化物） 2R3P+O2→2R3PO（膦氧化物）→聚磷酸盐（玻璃体） 另外，FB阻燃剂(2ZnO·3B2O3·3.5H2O）是目前使用最广泛的硼阻燃剂。它在300℃以下稳定，受热至300℃以上，释出结晶水，吸收大量热能；释出水分，最终生成B2O3玻璃状薄膜，覆盖于聚合物上，起到隔热排氧的功能。
5协同作用体系 阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用，从而提高阻燃效能，常用的协同体系有锑-卤体系，磷-卤体系，磷-氮体系。最主要的是锑-卤体系。 如R·HCl→R+HCl Sb2O3+HCl→SbOCl+H2O SbOCl热分解： 5SbOCl（S）→Sb4O5Cl（S）+SbCl3（g）
第三节 阻燃剂的主要品种
一、磷酸酯及其它磷化物 添加型阻燃剂主要有磷酸酯及其他磷化物、有机卤化物和无机化合物等三类。 有机磷化物是最主要的添加型阻燃剂，其阻燃效果比溴化物要好，主要类型有：磷酸酯，含卤磷酸酯和膦酸酯三大类。
1磷酸酯 主要包括磷酸三甲苯酯（TCP），磷酸甲苯二苯酯（CDP），和磷酸三苯酯（TPP）等，脂肪族磷酸酯中较重要的有磷酸三辛酯（TOP） 磷酸酯主要作为阻燃增塑剂，用于聚氯乙烯树脂和纤维素。 膦酸酯与磷酸酯不同之处在于分子中含一个C-P键
2、不燃性气体机理 阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻止燃烧发生。这类阻燃剂的代表是含卤阻燃剂，有机卤素化合物受热后释出HX。 如RX（卤化物）→R·+X·（卤原子） X·+AH（聚合物） →HX+A· HX是难燃性气体，不仅稀释空气中的的氧，而且其相对密度比空气大，可替代空气形成保护层。