阻燃剂
阻燃剂

阻燃剂阻燃剂是一种广泛应用于工业生产和建筑领域的化学物质,其主要功能是减缓和阻止火焰蔓延的能力。
它在现代社会中扮演着重要的角色,能够保护人们的生命和财产安全。
本文将从阻燃剂的定义、分类、应用和未来发展等方面进行探讨。
阻燃剂是指能够延缓或阻止火焰的蔓延的一类化学物质。
它的作用机制主要有两个方面:一是通过化学反应发生,形成难以燃烧的物质,阻止火焰的进一步蔓延;二是通过降低可燃物的燃烧温度,使其处于不燃或难以燃烧的状态。
阻燃剂根据其化学性质和作用机制可以分为几类:物理阻燃剂、气相阻燃剂和增强剂等。
物理阻燃剂主要依靠物理隔离和热稳定性等特性来阻止火焰的传播。
其常见的应用包括阻燃布料、阻燃车内装饰材料等。
气相阻燃剂是一种能够降低燃烧物质的火焰传播速度和燃烧热量的化学物质,如溴化物和氯化物等。
这些化合物能够与火焰中的自由基发生反应,并抑制其传播,从而起到阻止火焰蔓延的作用。
增强剂则是在其它材料中加入一定的阻燃剂,提高材料的阻燃性能。
这种方法不仅可以改善材料的阻燃性能,还可以降低成本,提高生产效率。
阻燃剂在各个领域中有着广泛的应用。
在建筑领域中,阻燃剂常被用于制造防火门、防火墙、防火涂料等防火设施。
这些设施的存在可以有效地遏制火势蔓延,保证人们的生命安全。
在电子和电气设备领域中,阻燃剂被广泛用于制造电线、电缆和电子元件等产品。
这些产品经过阻燃处理后,即使在发生火灾时也能够减少火灾的蔓延速度,降低火灾造成的损失。
此外,在交通运输领域中,阻燃剂常用于汽车内饰、船舶的建造以及飞机材料的选择等,以提高交通工具的阻燃性能,确保乘客的安全。
随着科技的不断发展,阻燃剂也在不断创新和发展。
研究人员正在努力寻找更加高效、环保和安全的阻燃剂。
一些新材料的开发和应用也为阻燃剂的发展带来了新的机遇。
尽管阻燃剂在火灾控制方面起到了重要的作用,但是仍然存在一些问题和挑战。
例如,一些阻燃剂对环境和人体健康可能产生不良影响。
因此,在未来的发展中,需要更加谨慎地选择和使用阻燃剂,确保其符合环保和健康安全的要求。
阻燃剂国标

阻燃剂国标阻燃剂,作为一种能够赋予易燃材料难燃性、自熄性或消烟性的功能性助剂,在多个领域如建筑、交通、电子、纺织等都有着广泛的应用。
为了确保阻燃剂的安全性和有效性,各国都制定了相应的标准来规范其生产和使用。
一、阻燃剂国标概述阻燃剂国标是指由国家标准化管理委员会或其他相关机构制定并发布的,关于阻燃剂产品的一系列技术标准。
这些标准通常包括阻燃剂的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面的规定。
国标的制定旨在确保阻燃剂产品的安全性、稳定性和环保性,同时促进阻燃剂行业的健康发展。
二、阻燃剂国标的主要内容1. 分类与命名:国标首先对阻燃剂进行了分类,根据不同的使用场景和化学成分,将阻燃剂分为多个类别。
同时,为了便于管理和使用,国标还对阻燃剂进行了统一的命名规则。
2. 技术要求:这部分是国标的核心内容,详细规定了阻燃剂应满足的各项性能指标,如外观、密度、熔点、闪点、热稳定性、阻燃性能等。
这些指标是评价阻燃剂质量的重要依据,也是生产厂家必须达到的标准。
3. 试验方法:国标提供了用于测定阻燃剂性能指标的试验方法,包括试样的制备、试验条件、试验步骤以及结果判定等。
这些试验方法具有可操作性和可重复性,能够确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 检验规则:国标规定了阻燃剂的检验规则,包括检验分类、检验项目、抽样方法、判定规则等。
这些规则为阻燃剂的质量监督提供了依据,有助于确保市场上销售的阻燃剂产品符合国标要求。
5. 标志、包装、运输和贮存:国标对阻燃剂的标志、包装、运输和贮存等方面也做了详细规定。
这些规定旨在确保阻燃剂在运输和贮存过程中的安全性和稳定性,防止因不当操作而导致的质量问题或安全事故。
三、阻燃剂国标的重要性1. 保障人身财产安全:阻燃剂广泛应用于各种易燃材料中,其质量直接关系到这些材料的阻燃性能。
如果阻燃剂质量不达标,将会导致易燃材料的阻燃性能下降,从而增加火灾发生的风险。
因此,阻燃剂国标的制定和实施对于保障人身财产安全具有重要意义。
阻燃剂-

Br Br
Br
Br Br
O
Br
Br
Br Br
Br
四溴双酚A
(TEBA或TBBPA),又叫4,4-异亚丙基双(2,6-二溴苯酚)。四 溴双酚A是多种用途的阻燃剂,可作为添加型阻燃剂,又可 作为反应型阻燃剂。作为添加型阻燃剂,可用于抗冲击聚苯 乙烯、ABS树脂、AS树脂及酚醛树脂等。
Br
Br
CH3
HO
常见高聚物燃烧后的烟雾组成
二、部分抑烟剂的抑烟和消烟原理 塑料消烟的基本原理为加入无机消烟剂,改变塑料的
降解方式,抑制炭微粒的形成,使之形成焦炭,并吸收 有毒气体。 抑烟剂概念:能有效减少发烟量和烟密度的一种添加剂。 1、PVC中HCl脱除后,多烯碳骨架的裂解阶段才有热和 烟释放。金属化合物的加入都不同程度地起到了促进 HCl脱除和抑制碳骨架裂解的双重作用。抑制碳骨架裂 解会减少烃类挥发物的生成量,进而减少作为燃料不完 全燃烧产物的烟的产量,从而起到阻燃和抑烟的双重作 用。 2、氢氧化铝受热脱水生成的Al2O3有较大的表面积,能 吸附烟核和烟颗粒,起到消烟作用。
SSSbbb22O2OO333
++ +
222HHHXXX
22SbOX 2SbOX
++ +
HH2H2OO2O
22SSbbOOXX++ 22HHXX 2SbOX + 2HX
5SbOX
5SbOX
270-275℃
5SbOX
Sb4O5X2
Sb4O5X2 405-475℃
Sb4O5X2
11Sb2O3X2
11Sb2O3X2
缩合过程中作为一个组分参加反应,并以化学键的形式
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。
新型阻燃剂种类

新型阻燃剂种类
新型阻燃剂主要有以下几种种类:
1.硅酸盐类阻燃剂:硅酸盐类阻燃剂是目前应用最广泛的一
类阻燃剂,常见的有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸铵铝、氧化镁等。
它们通过在高温下分解释放出多水,吸收热量,稀释燃烧
气体,阻碍火焰蔓延,具有优异的阻燃性能。
2.溴系阻燃剂:溴系阻燃剂主要包括溴化物和溴代磷酸酯两
大类。
溴化物类阻燃剂具有优异的阻燃性能,但由于其对环境
的潜在危害,逐渐受到限制。
而溴代磷酸酯类阻燃剂具有良好
的阻燃效果和较低的毒性,是目前广泛应用的一类阻燃剂。
3.氮磷系阻燃剂:氮磷系阻燃剂具有极高的热稳定性和阻燃
性能,可溶于有机溶剂中,广泛应用于塑料、橡胶等材料阻燃。
常见的氮磷系阻燃剂有磷酸铵盐、磷氮包合物等。
4.无机填料类阻燃剂:无机填料类阻燃剂主要包括纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氢氧化铝等。
它们具有高温稳定性和
优异的防火性能,能够有效降低材料的燃烧速度和火焰蔓延。
5.有机阻燃剂:有机阻燃剂主要包括含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、含硅阻燃剂等。
这些阻燃剂通过阻碍燃烧链反应,减缓材
料的燃烧速度,具有良好的阻燃效果。
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。
粉末阻燃剂原料

粉末阻燃剂是一种用于增强材料阻燃性能的添加剂,常用于塑料、橡胶、纤维等材料中。
常见的粉末阻燃剂原料包括:
1. 氢氧化铝(ATH):是一种无机阻燃剂,具有优异的热稳定性和化学稳定性,可有效降低材料的燃烧温度和烟雾密度。
2. 三氧化二锑(Sb2O3):是一种无机阻燃剂,具有较高的热稳定性和阻燃效果,但容易引起材料脆化和变色。
3. 硼酸盐:是一种有机阻燃剂,常用的有硼酸锌、硼酸钙等,具有较好的热稳定性和阻燃效果,且对材料性能影响较小。
4. 硅酸盐:是一种无机阻燃剂,常用的有硅酸钠、硅酸钾等,具有较好的耐高温性能和阻燃效果,但易吸潮结块。
5. 磷酸盐:是一种有机阻燃剂,常用的有磷酸铵、磷酸钙等,具有较好的热稳定性和阻燃效果,但易分解失效。
以上仅是常见的几种粉末阻燃剂原料,实际上还有许多其他类型的粉末阻燃剂原料,具体选用何种原料要根据所需材料的特性和要求来确定。
阻燃剂介绍

(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-脂肪族的含溴化合物,这类阻燃剂阻燃效率高,其阻燃效果是氯第阻燃剂的两倍,相对用量少,对复合材料的力学性能几乎没有影响,并能显著降低燃气中卤化氢的含量,而且该类阻燃剂与基体树脂互容性好,即使再苛刻的条件下也无喷出现象。
(2)氯系阻燃剂 氯系阻燃剂由于其人格便宜,目前仍是大量使用的阻燃剂。氯含量最高的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂,由于热稳定性差,仅适用于加工温度低于200℃的复合材料,氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高,常用作不饱和树脂的阻燃剂。
(3)磷系阻燃剂、有机磷化物是添加型阻燃剂 该类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体,覆盖于复合材料表面隔绝氧和可燃物,起到阻燃作用,其阻燃效果优于溴化物,要达到同样的阻燃效果,溴化物用量为磷化物的4~7倍。该类阻燃剂主要有磷(膦)酸酯和含卤磷酸酯及卤化磷等,广泛地用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。
用于复合材料的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的自熄性或难燃性;②具有良好的互容性,能与复合材料很好的相容且易分散;③具有适宜的分解温度,即在复合材料的加工温度下不分解,但是在复合材料受热分解时又能急速分解以发挥阻燃的效果;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,不降低复合材料的力学性能、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的制品中,发挥其阻燃作用;⑦来源广泛价格低廉。
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阻燃剂的研究现状及发展前景【摘要】本文通过对阻燃剂相关文章的查阅,介绍了阻燃剂的分类和几种阻燃剂的阻燃原理,介绍了近几年阻燃剂的发展现状,通过对几种常见阻燃剂的利与弊的分析,对阻燃剂的发展做出了预测和展望。
【关键词】阻燃剂阻燃原理发展前景前言:随着工业技术的发展,各种合成材料被广泛的应用于日常生活、生产和社会建设的各个行业与领域,在国民经济建设中发挥着巨大作用。
但是合成材料一般易燃,为了解决这一问题,阻燃剂应运而生。
一、阻燃剂的分类和原理阻燃剂又称堆燃剂、耐火剂或防火剂,是一类以物理方式或化学方式在固相、液相或气相中发挥作用(如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应等)在燃烧过程的某个特定阶段如加热、分解、引燃或火焰的扩张阶段抑制甚至中断燃烧过程,从而赋予易燃聚合物难燃性、自熄性和消烟性的功能性助剂。
依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂直接与聚合物混配,加工方便,适应面广,是阻燃剂的主体;反应型阻燃剂常作为单体键合到集合物链中,对制品性能影响小且阻燃效果持久。
按有效元素分类,添加型阻燃剂主要包括磷系、卤系、膨胀型、硅氧烷类等。
放映型阻燃剂多我反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。
此外,具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。
1 磷系阻燃剂:根据其使用的特性,磷系阻燃剂添加包含两种。
物理方法:在高分子材料混入或涂覆阻燃剂,以减少可燃材料的比例,这样可用阻燃剂将材料与氧化剂、热源隔开,以保护材料,以及覆盖在可燃材料表面;化学方法:用具有活性官能团的阻燃剂与可燃材料表面进行枝接反应,以获得阻燃效果。
目前,磷系阻燃剂的阻燃机理主要有以下几种。
1.1成碳机理磷系阻燃剂受热分解产生有吸水或脱水效果的强酸(如聚磷酸和焦磷酸等),主要作用是促进多羟基化合物脱水炭化,形成具有一定厚度的不易燃烧的碳层,将可燃材料与氧化剂、热源隔开,阻止物质和热量的传递,以阻断燃烧的进行。
1.2连锁反应阻止机理(热机理)以阻燃剂的热分解产生的气体为催化剂,与可燃材料热解产生的可燃性气体,从而中断可燃性气体的连锁反应。
针对高分子材料先吸热后放热的过程,阻燃剂的作用分为隔热、吸热与热传导三个方面:①在高分子未燃烧前,阻止热源向其表面传热。
②当阻燃剂分解后,以反应热量、熔融相变或放出结晶水等形式来吸收热量,以阻止材料达到热分解或着火点的温度。
③释放出气体,使热量迅速扩散,降低材料的温度及热量累积。
1.3气体稀释原理阻燃剂在高温下,分解产生难燃或者不燃性气体,稀释了材料周围混合气体中可燃性气体的浓度,也降低了混合气体中氧气的含量,在可燃物周围形成气体保护层,同时带走大量热量,从而达到阻燃的目的。
1.4覆盖原理阻燃剂在受热熔融时形成的高粘稠性液体或者炭化发泡时形成的泡沫结构覆盖在可燃性材料表面,阻止了外部热源对材料的热传递和氧气的传递,同时也隔断了可燃性材料分解产生可燃性气体的逸出,从而达到阻燃的目的。
1.5自由基捕捉原理当可燃材料达到热分解或自燃的温度时,依靠阻燃剂释放出的自由基抑制剂,能不抓材料燃烧反应释放出的自由基,与之反应生成不燃物,破坏燃烧反应的链增长,从而达到阻燃的目的。
1.6氢结合原理阻燃剂受热分解产生的磷酸盐中的—OH、—NH等基团与高分子材料中的H 结合,形成不燃物,抑制材料的热分解,从而达到阻燃的目的。
2 卤系阻燃剂:卤系阻燃剂是含有卤素元素以及卤素元素其阻燃作用的一类阻燃剂。
卤系有4种卤系元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)都具有阻燃性,阻燃效果按F、Cl、Br、I的顺序依次增强,以碘系阻燃剂最强。
生产上只有氯类和溴类阻燃剂被大量使用,而氟类和碘类阻燃剂少有应用,这是因为含氟阻燃剂中的C—F键太强而不能有效捕捉自由基,而含I阻燃剂的C—I键太弱容易被破坏,影响了聚合物性能(如光稳定性),使阻燃性能在降解温度以下就已经丧失。
卤系阻燃剂(特别是溴系阻燃剂)的最大优点就是阻燃效率高、用量少、相对成本较低。
研究表明,当某种材料的氧指数大于25%时,该材料不易燃烧,当氧指数大于27%时,材料具有自熄性。
阻燃机理可以解析为以下三个方面①阻隔降温:由于卤系阻燃系的C—X的键能低,它的分解温度基本与材料的热分解温度一致,阻燃剂受热分解时,其间吸收一部分热量,降低了温度,同时,分解生成的卤化氢气体HX的密度大于空气,可以排挤走材料周围的空气,形成氧渗屏障。
②终止链反应:HX还可以与聚合物分解的自由基HO·反应生成卤系自由基X·,X·又可以与高分子链反应生成HX,如此循环,从而切断了HO·与氧的反应。
③切断热源:阻燃剂的存在减弱了高分子链之间的范德华力,使材料在受热时处于粘流态,此时的材料具有流动性,而在受热流动时可以带走一部分火焰和热量,从而实现阻燃的效果。
3 膨胀型阻燃剂:膨胀性阻燃剂(IFR)主要可以分为可膨胀石墨阻燃剂(EG)、磷—氮系膨胀型阻燃剂等。
可膨胀石墨既可单独使用也可与其他阻燃剂协同作用,协同作用可以使可膨胀石墨的阻燃效果大幅提高。
磷-氮系膨胀型阻燃剂也可以通过加入其他材料对其性能进行改进。
膨胀型阻燃剂由酸源(一般指无机酸或者能在燃烧时原位生成酸的盐类)、碳源(一般是指多碳的多元醇化合物)、气源(含氮的多碳化合物)三部分组成,它不含卤素、也不采用氧化镁作为协同剂、热稳定性好、能够承受聚合物加工过程中200℃以上的高温。
是一种新型复合阻燃系统,具有独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性。
膨胀型阻燃剂符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势,被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。
阻燃机理:膨胀型阻燃剂在受热时于材料表面形成致密的多孔泡沫碳层.该泡沫碳层既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放,又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源,从而能有效的阻止火焰的蔓延和传播,达到阻燃的效果4 硅系阻燃剂:有机硅化合物也是氢氧化铝、氢氧化镁等有效阻燃增效剂,同时本身也是一种新型阻燃剂。
有机硅阻燃剂兼有有机和无机的双重优点,具有防潮增水电气绝缘耐高低温化学稳定等优异性能。
用有机硅阻燃剂PP不仅可大大改善材料的阻燃抑烟性,而且可以提高材料的力学性能和电气性能。
改善了材料加工性能及提高材料的机械强度、特别是低温冲击强度、为阻燃剂的无卤化、功能化提供了广阔的前景阻燃机理:硅氧烷在燃烧时生成硅—碳阻隔层,起到阻燃效果。
二、国内外阻燃剂的应用现状以及常见阻燃剂的利与弊1、国内外阻燃剂的应用现状目前全世界阻燃剂的需求量已超过220万t/a,市场价值48亿美元,已仅次于增塑剂。
全球约65%-70%的阻燃剂用于塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材。
据研究报告显示,未来几年全球阻燃剂将以4.7%的速度增长。
由于环境保护的要求越来越高,环保法规执法更加严格。
已影响到欧洲和美国市场含氯、含氟和含溴阻燃剂的销售,发展中国家的阻燃剂市场份额明显上升。
目前国外的阻燃剂均以无机体系为主。
其中在欧美所占市场份额都在55%以上,并且主要是氢氧化铝、氢氧化镁。
据估计,2007年至2011年西欧阻燃剂市场需求年均增速将达2.2%,到2009年需求量达50.5万t;北美阻燃剂市场需求年均增速约为3.2%,到2009年需求量达71.5万t,到2013年美国阻燃剂市场规模将达9亿美元。
我国的阻燃剂研制、生产起步较晚,但是发展速度却很快,在发达国家的阻燃剂以4%的速度增长时,我国以溴系阻燃剂为主体,将以15%速度快速增长。
2、常见阻燃剂的利与弊2.1 有机系阻燃剂2.1.1有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂有较高的阻燃性能,添加量少,不仅有很好的粘结性,而且具有热及紫外线(UV)稳定性。
其中的含卤磷酸酯类,挥发性小,无色无臭,耐水解。
但是这类阻燃剂在燃烧时烟雾量大,并且释放出来的卤化氢气体具有高度的腐蚀性,往往发生二次污染。
同时卤系阻燃剂在火灾和焚烧时可能放出卤化二苯二噁英(PBDD)和二苯呋喃对人体的免疫和再生系统造成破坏。
有机卤系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性和高含氯方向发展。
2.1.2有机磷系阻燃剂有机磷系阻燃剂不仅克服了含氯阻燃剂燃烧烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体的缺陷,同时改善了无机阻燃剂高添加量严重影响材料的物理性能的缺点,做到了高阻燃性、低烟、低毒害、无腐蚀性气体产生。
在磷酸酯分子中存在C—P 键,稳定性非常好,有非常好的耐水性和耐溶剂性。
无卤磷酸酯类的阻燃效率高,对光稳定剂作用影响小,低毒、腐蚀性小,有阻碍复燃作用。
但大多数是液体,挥发性大,耐热性差。
常见的有磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和三异丙基磷酸酯。
2.1.3有机氮系阻燃剂有机氮系阻燃剂阻燃效率高,具有挥发性小、无卤、低毒,不产生腐蚀性气体,价格低廉,抗紫外线(UV)照射,与材料中的光稳定剂无冲突,与聚合物相溶性好,分解温度高,对环境友好,废弃物不会造成第二次污染的特性。
2.1.4有机磷—氮系阻燃剂——膨胀型阻燃剂由这类阻燃剂阻燃的高聚物燃烧时表面能生成炭质泡沫层,该层隔热、隔氧、抑烟,并能防止熔滴具有高效的阻燃性能。
有机磷—氮系阻燃剂无卤、低毒、不腐蚀对热和紫外线稳定,原料来源丰富,常见的有三聚氰胺盐,四羟甲基氯化磷系列,环笼状磷酸酯等怕。
但这类阻燃剂与聚合物的相溶性差,使聚合物的力学性能、电性能和绝缘性能下降,尤其是拉伸强度、抗冲击强度大副度下降,易吸湿,使聚合物的抗水性下降,导致工程上难以应用。
2.1.5有机硅系阻燃剂作为一类新型的高分子阻燃剂具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染的特性,因其用量少对制品的性能影响很小,是无卤阻燃剂的发展趋势之一。
从现在的情况来看,对其研究尚有待深入。
2.2、无机系阻燃剂无机系阻燃剂的主要特点是在高分子材料中添加量大(一般在50%以上)易导致材料的加工性能和物理性能下降。
解决的方法是:普遍采用偶联剂进行表面处理,粒子超细化,纳米化是发展的方向之一。
2.2.1氢氧化铝(ATH)氢氧化铝集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身,无毒、无腐蚀、稳定性好,高温下不产生有毒气体、价格低廉、来源广泛。
2.2.2氢氧化镁(MTH)氢氧化镁在340—490℃间分解,热稳定性好,具有良好的阻燃消烟效果,特别适用于加工温度较高的聚烯烃塑料。
2.2.3红磷红磷具有抑烟、低毒、高效的阻燃效果,但红磷在空气中易氧化变质,易自燃。
长期存放会缓慢释放出剧毒的磷化氢气体,与高分子材料的相容性差,处理方法主要是微胶囊化。
2.2.4聚磷酸铵(APP)聚磷酸铵,也属于膨胀型阻燃剂。
它含氮、磷量高,热稳定性好,产品近乎中性,并可与其它阻燃剂}昆用,分散性较好,同时具有低毒性,使用安全等特点,当APP的聚合度降低时有一定的水溶性,且APP偏酸性,在潮湿的空气中易吸潮。