七、硅系阻燃剂的特点
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类有多种，常见的包括：
1. 磷系阻燃剂：如三聚磷酸酯、聚磷酰胺等，可以起到阻燃和炭化层的作用。
2. 溴系阻燃剂：如六溴环十二烷、六溴联苯等，有较好的阻燃效果，但部分溴系阻燃剂可能存在环境和健康问题。
3. 氮系阻燃剂：如氢化铝酸铵、氢氧化铝等，通过氮气气体形式来稀释和抑制燃烧过程。
4. 氧系阻燃剂：如磷氧扩展剂、聚磷腈等，通过在燃烧货物表面产生活性氧，抑制和缓慢燃烧。
5. 硅系阻燃剂：如有机硅耐火树脂，可以形成保护层来减缓燃烧速度。
6. 铝系阻燃剂：如氢氧化铝、铝氢氧化盐等，经热分解可释放铝氧化物，形成熔融层来阻挡燃烧。
以上是常见的几种聚氨酯阻燃剂，不同种类的阻燃剂适用于不同的燃烧材料和各种需求。
除了上述提到的常见的聚氨酯阻燃剂，还有一些其他种类的聚氨酯阻燃剂，包括：
7. 氧化铝：氧化铝是一种无机阻燃剂，通过吸收热量并形成熔融层来阻挡燃烧。
8. 阻燃填料：聚氨酯中添加阻燃填料，如硅酸盐纤维、无机纤维等，可以提升阻燃性能。
9. 碳纳米管：碳纳米管具有良好的导电性和导热性，可以在燃烧过程中吸收并释放热能，起到阻燃效果。
10. 碳黑：碳黑是一种常见的填充剂，用于提高聚氨酯的阻燃性能。
11. 硼酸盐：硼酸盐是一种无机阻燃剂，含有的硼元素可以有效抑制燃烧。
12. 阻燃涂层：聚氨酯表面涂覆阻燃涂层，如阻燃涂料，可以提高其阻燃性能。
这些聚氨酯阻燃剂可以根据具体的应用需求进行选择和使用，以提供所需的阻燃效果。
硅胶阻燃剂主要成分
硅胶阻燃剂主要成分
硅胶阻燃剂是一种常用的阻燃材料，其主要成分是硅胶。
硅胶是一种无机高分子材料，由二氧化硅（SiO2）和水
（H2O）组成。
它具有许多优异的性能，如高温稳定性、耐
化学腐蚀性、电绝缘性和阻燃性等。
硅胶阻燃剂主要通过在材料中添加硅胶来提高其阻燃性能。
硅胶具有良好的隔热性能，可以有效地减少火焰传播
速度和火灾蔓延范围。
当遭受高温时，硅胶会释放出水分，形成水蒸气屏障，从而降低火焰温度并抑制火势的发展。
此外，硅胶还具有优异的电绝缘性能。
在电子产品中使
用硅胶阻燃剂可以有效地减少电路板发生火灾的风险。
由
于其低导电率和高耐压性能，硅胶可以有效地隔离电路板
上的电流，并防止因电弧或过载引起的火灾。
除了以上优点外，硅胶阻燃剂还具有良好的耐化学腐蚀
性能。
它可以抵抗酸、碱、溶剂等化学物质的侵蚀，从而
保护材料的完整性和稳定性。
这使得硅胶阻燃剂在各种恶
劣环境下都能发挥出良好的阻燃效果。
总之，硅胶阻燃剂作为一种常用的阻燃材料，其主要成
分硅胶具有许多优异的性能。
它不仅具有高温稳定性、耐
化学腐蚀性和电绝缘性等特点，还可以有效地减少火焰传
播速度和火灾蔓延范围。
因此，在各个领域中广泛应用硅
胶阻燃剂是一种明智的选择。
阻燃剂的基本理论PPT资料(正式版)
有机磷系：添加量大，一般为10%～30%，多数分解温度比
较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂来自冲击强度明添燃加总 1%时～间8(%10即次可点得燃到)≤发2烟50量秒卤、放素热系量、：CO产生燃量烧均低后的环阻燃境材污料 染大，逐渐被限制使用
3M, Bayer, Miteni
加快聚合物的成炭速率，促使聚合物交联，或者发生反应形 成一层涂层，防止下层聚合物进一步裂解和燃烧。
阻燃性能测定
业实验室UL-94燃烧试验 127mm，宽的试样垂直悬挂，试样上端的地方)用支架上的夹
具夹住，试样下端距灯嘴，距干燥医用脱脂棉球305mm，试样先用 本生灯(19mm高的蓝色火焰)第一次灼烧10秒，在试样自熄后，再 第二次烧10秒，每一次试验应检测5个试样，并按下述标准分级。
在PC中添0.06%~0.1% 即可使材料阻燃性能达到 UL-94 V-0 (3.2mm)。需 注意的是用量如超过 0.1% ，不但不能提高材 料的阻燃性能且会影响 PC的透明性。为满足更 高的阻燃要求。通常可加 入少量硅氧烷进行复配． 硅氧烷的用量为配方总量 的0.02%～0.3%时即可 使1.6mm厚样条阻燃性 达到UL-94 V-0级。
阻燃剂种类及其基本特点 有机磷系：添加量大，一般为10%～30%，多数分解温度比 KSS使用较广泛，它不含卤素，环保经济。 较低，易腐蚀模具，有些还会影响树脂的冲击强度
磺酸盐系：添加量少，阻燃效率高，但要满足更高的阻燃要 求则需和其他阻燃剂复配使用
硅系： 高效、无烟、低毒、对环境友好，但成本高，常与 其他阻燃剂复合使用
常用于阻燃不透明PC材料 ，其阻燃效果好，在PC中 添加0.1%的STB，氧指数 即可达25%~35% ．阻燃 级可达UL-94 V-0级。STB 也可与其他阻燃剂混合协
阻燃剂的分类
阻燃剂的分类阻燃剂是一种能够降低或阻止材料燃烧的物质。
根据其化学性质和作用机制的不同，阻燃剂可以分为几个主要的分类。
1. 水合物阻燃剂水合物阻燃剂是指在材料中引入一定量的水合物，通过吸热蒸发的方式来抑制燃烧。
水合物阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁等。
这些水合物在高温下分解释放出水分，从而吸收大量热量，降低材料的燃烧温度，延缓火势蔓延。
2. 氮磷阻燃剂氮磷阻燃剂是指含有氮元素和磷元素的化合物，通过生成惰性气体和形成炭化层来抑制燃烧。
氮磷阻燃剂可以分为有机氮磷阻燃剂和无机氮磷阻燃剂两大类。
有机氮磷阻燃剂主要包括氰酸酯、三聚氰胺磷酸盐等，而无机氮磷阻燃剂主要包括氮磷酸铵、氮磷酸铵铵盐等。
这些阻燃剂在高温下分解生成惰性气体，形成炭化层覆盖在材料表面，从而隔绝氧气，防止燃烧的继续进行。
3. 溴系阻燃剂溴系阻燃剂是指含有溴元素的化合物，通过阻止自由基链反应来抑制燃烧。
溴系阻燃剂主要包括溴化物、溴代聚苯醚等。
这些阻燃剂在高温下分解生成溴自由基，通过与燃烧过程中产生的自由基反应，抑制燃烧链反应的进行，从而达到阻燃的目的。
4. 磷氮阻燃剂磷氮阻燃剂是指含有磷元素和氮元素的化合物，通过生成磷氮炭层来抑制燃烧。
磷氮阻燃剂主要包括磷氮酸酯、磷氮酸铵等。
这些阻燃剂在高温下分解生成磷氮炭层，覆盖在材料表面，形成物理屏障，阻止燃烧的进行。
5. 硅系阻燃剂硅系阻燃剂是指含有硅元素的化合物，通过形成硅化层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要包括硅酸盐、硅酸铝等。
这些阻燃剂在高温下分解生成硅化层，覆盖在材料表面，起到隔热和隔氧的作用，从而减缓燃烧速度。
6. 氯系阻燃剂氯系阻燃剂是指含有氯元素的化合物，通过生成惰性气体和减慢燃烧速度来抑制燃烧。
氯系阻燃剂主要包括氯化铝、氯化锌等。
这些阻燃剂在高温下分解生成氯化氢等惰性气体，从而稀释燃烧气体，减缓燃烧速度。
7. 碳氮阻燃剂碳氮阻燃剂是指含有碳元素和氮元素的化合物，通过生成炭化层和惰性气体来抑制燃烧。
PVC专用硅系阻燃剂
PVC专用硅系阻燃剂
HX-001 的应用与推广
主要成分：硅酸盐
性状：本产品为白色粉末，白度>98%、平均粒径1.1um、烧失量<5，具有高白度、高细度、高纯度等特点、比表面积大，具有超细粒子的表面效应、体积效应、无皮肤刺激、无味、无腐蚀性。
适用范围：适用于PVC。
用途：HX-001可与卤素并用，也可作为锑的辅助剂，分解温度340℃。
由于该产品经过了特殊的表面处理，大大改善了与塑料的相容性和粘接力，降粘效果大，可增加填充量，提高补强性；与Sb2O3复合，可大幅降低Sb2O3的用量，力学性能保持率>90%以上。
阻燃机理：本产品在高聚物燃烧过程中能起到酸催化作用，使体系部分交联反应和炭化，从而形成炭焦保护层，阻止挥发性分解物外逸，产生屏蔽作用。
同时也能与卤素阻燃剂与Sb2O3反应过程中所产生的氧卤化锑的分解温度降低，从而达到协助阻燃的目的。
特点：
1．本产品的耐高温性能优良，在400℃以内，热失重仅为0.5，热稳定性优异。
2．能够与Sb2O3配合，在达到同样的阻燃效果情况下，能减少40%－60%的Sb2O3用量，起到节省成本的目的。
3．添加本产品3%以下，能显著提高产品的流动性，从而提高制品的尺寸稳定性和制品表面光洁度。
4．能够帮助制品在高温、高湿情况下有效维持产品的机械性能和电性能。
硅系阻燃剂
SFR-100+APP+季戊四醇
• SFR-100与APP及季戊四醇并用时，能改善 PP的阻燃性，使之能达到UL94V-0阻燃级， 而且即使阻燃剂用量较低时，材料氧指数也较 高。 • APP通常作用具有自熄性材料的阻燃剂或膨胀 型阻燃涂料的添加剂。尽管APP的阻燃性甚佳， 但由于它的热稳定性较低，故塑料在熔融状态 甚至在较低温度下加工时，它即能在塑料中产 生泡沫。所以它在阻燃材料中应用受到限制。
SFR-100+氢氧化铝（ATH）
在乙烯共聚物中，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物（EVA）中，SFR-100作为阻燃剂可以与 ATH并用。 对于那些阻燃要求特别严格的场所，可采用 SFR-100阻燃ATH含量很高（超过60%）的 EVA，此时材料仍可熔融加工。
ATH是一个非卤无机填料，通常作用价廉的阻 燃剂，且广泛用于热塑性弹性体。当ATH含量 很高时，EVA是一个比PE较优的基材，因为 前者中所含 的VA能较好地与ATH粘结。 以SFR-100及ATH改性的聚合物，可用于制造 对阻燃要求十分苛刻的构件，也适用于注塑加 工。此外，SFR-100+ATH也可用于阻燃电线 及电缆包覆层。
SFR-100树脂的应用
• SFR-100+硬脂酸镁 • SFR-100+氢氧化铝（ATH） • SFR-100+APP+季戊四醇
SFR-100+硬脂酸镁
• SFR-100与硬脂酸镁相结合，可提高PP、 LDPE及HDPE的抑烟性及阻燃性。 • 硬脂酸镁是一种有机金属皂，通常用作聚烯烃 的润滑剂，但不与PP或PE互溶。不过，在 SFR-100存在下，硬酯酸镁能均匀分散于聚烯 烃基材中，并与之形成均相结构，为了防止熔 滴，还可在配方中加入滑石粉。
硅系阻燃剂阻燃PC及PC_ABS复合材料研究进展_高烽
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第41卷，第5期2013年5月V ol.41，No.5May 2013103doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2013.05.022硅系阻燃剂阻燃PC 及PC ／ABS 复合材料研究进展*高烽，韦平，李林科，俞海洲(上海交通大学化学化工学院，上海 200240)摘要：综述硅系阻燃剂阻燃聚碳酸酯(PC)及PC ／丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)复合材料的机理，以及无机硅、有机硅氧烷类、聚倍半硅氧烷及其衍生物、有机／无机杂化硅材料、带有双螺环磷酸酯和磷杂菲的硅系阻燃剂等在PC 及PC ／ABS 复合材料中的应用进展。
指出硅系阻燃剂是PC 及PC ／ABS 复合材料用阻燃剂的发展趋势。
关键词：聚碳酸酯；丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料；含硅阻燃剂；阻燃机理中图分类号：TQ322 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2013)05-0103-04Research Progress of Silicone-Containing Flame Retardant in PC and PC ／ABS CompositesGao Feng ， Wei Ping ， Li Linke ， Yu Haizhou(School of Chemistry and Chemical Engineering ， Shanghai Jiaotong University ， Shanghai 200240， China)Abstract ：The mechanisms of silicone-containing fl ame retardant in PC and PC ／ABS composites were presented ，and the recent application and progress of silicone-containing fl ame retardants such as inorganic silicone additives ，organic siloxane ，POSS and its derivates ，organic-inorganic hybrid silicone materials ，silicone containing spiran structure and DOPO used in PC and PC ／ABS composites were introduced brie fl y. The silicone-containing fl ame retardant is the development trend for PC and PC ／ABS composites.Keywords ：polycarbonate ；ABS ；silicone-containing fl ame retardant ；the mechanism of fl ame retardant 聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，其冲击强度及透光率高、尺寸稳定性好、易着色、耐老化，且具有优良的电绝缘性，但同时也存在着耐磨性差、加工流动性差等缺点。
常见阻燃剂的阻燃机理
常见阻燃剂的阻燃机理目录1 .前言 (1)2 .阻燃剂的作用 (1)2.1. 吸热作用 (1)2.2. 覆盖作用 (2)2.3. 抑制链反应 (2)2.4. 不燃气体窒息作用 (2)3 .常见的阻燃剂阻燃机理 (2)3.1. 无机阻燃剂 (2)3.2. 卤系阻燃剂 (2)3.3. 经过处理的A1(OH)3阻燃剂 (3)3.4. 氢氧化镁阻燃剂 (3)3.5. 石膏板阻燃 (4)3.6. 磷系阻燃剂 (5)3.7. 硅系阻燃剂 (5)1.前言阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要针对高分子材料的阻燃设计而成，通过若干机理发挥其阻燃作用，如吸热、覆盖、抑制链反应、不燃气体窒息作用等。
多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
今天与大家一起了解一下阻燃剂的作用和阻燃机理。
2.阻燃剂的作用2.1.吸热作用任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到可燃物表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。
在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。
A1(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。
这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。
22覆盖作用在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。
如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层。
炭化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解生成物进入气相参与燃烧过程。
2.3.抑制链反应根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。
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概念：含有硅元素，可应用于阻燃的材料。 阻燃机理：阻燃剂在材料表面形成炭保护层，并生 成游离基捕获活性中间体，从而达到阻
燃效果。
优点：是一种成炭型抑烟剂，与其他阻燃剂相比， 其表现出优异的阻燃性、加工性能、力学性 能及环境友好性。
分类：
硅系 阻燃剂
无机硅阻燃剂： 硅酸盐（如蒙脱土）
有机硅阻燃剂： 主要是聚硅氧烷，包 括硅油、硅树脂、硅 橡胶以及多种硅氧烷 共聚物等
G.Camino等基于对其在空气中的TG-FTIR以及TG-MS等的 测试结果提出了有机硅在空气中提高炭层热稳定性的机理如下 图所示：
实例：
PU弹性体中加入5%粉末状的环氧和甲基丙稀酸酯功能化 的硅氧烷，可以很明显的提高PU的阻燃性能。羟基封端的 聚二甲基硅氧烷（PDMS）可以直接用在环氧树脂的分子结 构中，固化环氧。（图1.5）
环氧结构中引入硅氧烷，同样可以提高环氧的阻燃性 。 （图1.6）
其中，R基为各种惰性或反应性有机取代基，如芳基、异氰酸醋基、 硅氧烷基、硅醇基、氯硅烷基、丙烯酸醋基等； X为活性基团，因此可与其它聚合物进行接枝、共聚或共混，在分 子水平上对聚合物进行增强，进而提高聚合物的热稳定性和阻燃 性。
不同结构的硅氧烷对PC阻燃性的影响：
硅胶
滑石粉等
硅系阻燃剂改善材料阻燃性的方法：
目前实用化的含硅化合物阻燃技术
无机硅
有机硅
（1）（Βιβλιοθήκη ）（3） 加入高分子 量硅油与有 机金属 化合物
（4）
（5）
（6）
加入硅酸盐
添加硅树脂 粉末
硅橡胶与 金属化合物 并用
硅胶与碳酸 钾并用
接枝反应，在 聚合物链上引 入硅原子或 硅基团
目前应用最为广泛的含硅阻燃剂是聚硅氧烷阻燃硅树脂体系：
A的分子结构以甲基为主硅氧烷， B以甲基和苯基为主， c是 PC和 si的特殊共聚物