无卤阻燃防火聚碳酸酯及其合金材料的研究进展
７６ ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｉｎ ２０１０年第１２期
第３７卷总第２１２期
无卤阻燃防火聚碳酸酯及其合金材料的研究进展
王晓敏，易爱华，刘聪
（广州市建筑材料工业研究所有限公司广州市建筑材料及构件检测技术与评价重点实验室，广东广州
５１０６６３）
［摘要１综述了当前国内外聚碳酸酯（Ｐｃ）及其合金用无卤阻燃体系，主要包括磷系、硅系、磺酸盐系等，简要介绍了它们的阻燃机理，评价
了它们的优缺点，总结了它们的研究发展趋势。 ［关键谣】聚碳酸酯；无卤阻燃；阻燃机理；研究进展 ［中图分类号］ＴＱ 【文献标ＣＲ￣ＩＡ 【文章编号１１００７—１８６５（２０１０）１２－００７６．０２
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈａｌｏｇｅｎ－Ｆｒｅｅ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｕｓｅｄ ｉｎ ＰＯｌｙｃａｒｂＯｎａｔｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｈａｌｏｇｅｎ—ｆｒｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ａｎｄ ｐｏｌｙｅａｒｂｏｎａｔｅ・ｂａｓｅｄ ｂｌｅｎｄｓ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｆｌａｍｅ
ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｎ２ｓ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ．ｓｉｌｏｘａｎｅｓ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ，ｓｕｌｆｕｒ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｓｙｓｔｃｎ￣ｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｔｈｃ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆｔｈｅｓｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｉｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｅｖａｌｕａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｆｏｒ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｈａｌｏｇｅｎ—ｆｌｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ；ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的
抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性，耐热、吸水率低、无毒、
介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产 品，在工程塑料中的用量仅次于聚酰胺。ＰＣ的三大应用领域
是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机
械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄
膜、休闲和防护器材等。ＰＣ广泛用于银行、使馆、拘留所和 公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板
和防弹玻璃，也可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸 尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿
轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。目前ＰＣ主要以合金或
混合物的形式应用于电子电气及计算机配件、光学介质、阳光
板、包装、复合材料和汽车工业等领域，随着改性研究的不断
深入，正迅速拓展到航空航天等高科技领域。由于ＰＣ主链上 含有苯环，燃烧时可缩合成芳香型炭，具有相对较高的热降解
成碳性能，阻燃等级为ＵＬ９４ Ｖ－２级。然而，在电子电气、航 天材料等领域的应用往往对ＰＣ以及ＰＣ合金的阻燃性能提出
了更高的要求，因此必须对其进行阻燃改性。
通常ＰＣ的阻燃性由添加含溴阻燃剂来实现，目前国内较 常采用的是十溴二苯醚（ＤＢＤＰＯ）、四溴双酚Ａ（ＴＢＢＰＡ）、含溴
碳酸酯齐聚物等卤系阻燃剂，虽能达到阻燃要求，却往往存在
环境污染问题。未来阻燃材料的发展方向是能够回收利用又不 污染环境，非卤环保阻燃剂成为开发的热点，主要有磷系、硅
系及硫系（磺酸盐、磺酰胺盐）阻燃剂等 Ｊ。
１磷系阻燃剂
磷系阻燃剂是一类除对聚苯乙烯和聚烯烃等以外的聚合 物都非常有效的阻燃剂，曾被认为是阻燃剂无卤化的重要途径
之一，阻燃机理既有气相机理，又有凝聚相机理，以凝聚相机 理为主。磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐、聚磷酸铵、磷酸
酯等。红磷及磷酸盐在ＰＣ中阻燃效果较差 ‘。‘』。常用于ＰＣ且已 工业化生产的主要是间苯二酚一双（磷酸二苯酯）（ＲＤＰ）、双酚Ａ一
双（磷酸二苯酯）（ＢＤＰ）、磷酸三苯酯（ＴＰＰ）、三（２，６一二甲苯基） 磷酸酯（ＴＸＰ）及三（叔丁苯基苯基）磷酸酯（ＴＢＰＰＰ）等有机磷酸
酯。磷酸酯类阻燃剂往往分解温度比较低，易腐蚀模具，且对
ＰＣ的机械性能损害大，一般也用于ＰＣ合金，较少单独用于ＰＣ。
ＢＤＰ与聚甲基苯基硅烷有协同效应，３ ｗｔ％的ＢＤＰ和 ０．５ ｗｔ％的聚甲基苯基硅烷可使含有５ ｗｔ％ＡＢＳ的ＰＣ合金达到 ＵＬ一９４ Ｖ一０级 Ｊ。ＲＤＰ／ＴＰＰ或ＢＤＰ／ＴＰＰ共混形成的阻燃体系往 往也出现明显的协同效应 Ｊ。一些无机填料（如硅灰石纤维、
碳纤维）及成炭高聚物（如酚醛树脂）能改善ＢＤＰ阻燃ＰＣ／ＡＢＳ复 合材料冲击强度，缩短续燃时间 。在ＲＤＰ阻燃ＰＣ／ＡＢＳ中加
入某些高分散的无机物（如ＴｉＮ，ＴｉＯ２等）或铝片、陶土，可降 低材料的续燃时间 Ｊ。
赵毅等 合成了一种新型无卤固态耐高温磷酸酯阻燃剂
－４，４’一二羟基联苯双（二苯基磷酸酯）（ＤＢＢＤＰ），研究了该阻燃 剂对ＰＣ阻燃性能、力学性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。
结果表明：阻燃剂用量为４％即可使ＰＣ达ＵＬ９４Ｖ－０级
（３．２ １Ｔｉｍ），氧指数（０Ｉ）接近３Ｏ％，改善了磷酸酯类阻燃剂绝大 多数在常温下呈液态而导致的加料不便，且降低ＰＣ的水解稳
定性的缺点。ＤＢＢＤＰ可同时改善ＰＣ的拉伸强度、拉伸模量、
弯曲强度及弯曲模量等力学性能。 Ｈｅ等”叫采用熔融共混法合成了用于聚碳酸酯的聚有机硅
倍半氧烷（ＴＰＯＳＳ）和ＢＤＰ的协效阻燃剂，发现ＴＰＯＳＳ和ＢＤＰ的
协效阻燃提高了聚碳酸酯的热稳定性和阻燃性，当添加２ ｗｔ％
的ＴＰＯＳＳ和３ ｗｔ％的ＢＤＰ能够最大程度地降低材料的热释放速 率峰值。Ｋｒｉｓｔｉｎ Ｈ等… 研究了ＢＤＰ与软水铝石（ＡＩＯＯＨ）在
ＰＣ／ＡＢＳ中的阻燃机制。如其他层状结构的纳米复合材料，
５ ｗｔ％纳米分散的软水铝石（Ａ｜ＯＯＨ）减少了峰热释放率并通过 增强了ＰＣ的水解影响ＰＣ的热分解。
２硅系阻燃剂
硅系阻燃剂是一类高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂，
因其良好的综合性能倍受ＧＥ、Ｂａｙｅｒ等大公司的青睐。硅系
阻燃剂的阻燃机理主要是迁移阻隔机理，即在燃烧过程中，阻
燃剂迁移至表面，阻燃剂本身可以阻燃并通过与ＰＣ燃烧之后 形成均质的绝热炭化（ｓｉ－ｃ）层，起到阻隔内部未燃烧ＰＣ与外
界氧气按触的作用，抑制了材料的进一步燃烧 。硅系阻燃
剂主要包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚有机硅倍半氧烷及含硅的无 机物等。支链甲基苯基硅氧烷因为含有芳香基与只含脂肪基的
聚硅氧烷相比，与ＰＣ的相容性更好因此更容易分散，达到较 好的阻燃效果” 。有资料报道，当聚硅氧烷的苯基含量较高
时，形成的聚碳酸酯树脂更易成型加工，当达到一定的阻燃性
时可以更好地保持材料的物理性质，特男０是机械性能和光学透 明性ｌｌ 。但单独使用硅系阻燃剂阻燃作用往往不够，需与其
它阻燃剂如硅系、卤系、磺酸盐类等协同阻燃ＰＣ，硅系阻燃
剂与有机磺酸盐类、含氟树脂三者协同阻燃ＰＣ在许多专利中 出现。
李晓俊等 采用苯基甲基硅树脂对聚碳酸酯（Ｐｃ）进行阻
燃改性。试验结果表明，苯基甲基硅树脂对ＰＣ具有阻燃作用， 可有效提高阻燃ＰＣ的缺口冲击强度和拉伸强度，并提高热变
形温度，但对电性能影响不大。在苯基甲基硅树脂质量分数为
［收稿日期】２０１０．０８—２５
［作者简介］王晓敏（１ ９７１一），男，湖南宁远人，工程师，主要从事化学建材性能方面的研究。 ｛３ ． № 辍 一 蛐 ｌ要
协 ２０１０年第１２期
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６％时，材料的氧指数从２８％提高到４０．６％，阻燃等级由 ＵＬ ９４Ｖ－２级提高到Ｖ＿Ｏ级，不仅完全满足环保要求，而且可 保证改性Ｐｃ材料在阻燃性能要求高的场合应用。Ｚｈｏｕ等ｌＪ
研究了甲基苯基硅氧烷对聚碳酸酯的阻燃机制，认为含支链结
构的甲基苯基硅氧烷提高了聚碳酸酯的热稳定性并促进了甲
基苯基硅氧烷／聚碳酸酯表面具有交联结构且含有较高浓度芳 香化合物和硅氧烷单元的碳层的形成。
Ｌｉｕ等 采用氧指数法、垂直燃烧法、锥形量热仪法对二
苯基砜磺酸钾（ＫＳＳ）、聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）、聚氨丙基苯基倍半 硅氧烷（ＰＡＰＳＱ）￣元复合改性聚碳酸（Ｐｃ）的阻燃性进行表征。
结果表明在三者用量分别为０．１％、０．３％、０．３％时，改性ＰＣ
的极限氧指数（ＬＯＩ）达３８．８％、阻燃等级通过ＵＬ９４Ｖ－０，锥形 量热燃烧参数方面有效燃烧热峰值（ＰＥＨＣ）比纯ＰＣ降低
１ １ ５％、点燃时间延长８ Ｓ，而释热速率（ＨＲＲ）却高ｌ０％左右。 吴丹等 以９，１０－二氢一９一氧杂一ｌ０一磷杂菲一１０－氧化物（ＤＯＰＯ）、
丙烯酸（ＡＡ）、Ｎ— 一胺乙基一Ｙ胺丙基甲基二甲氧基硅烷（ＨＤ一１０３）
和Ｃｔ，∞一二羟基二甲基硅烷（ＰＤＭＳ）为原料，合成出一种新型的 集硅、磷、氮于一体的含硅的膨胀型阻燃剂ＤＰＡ—ＳｉＮ，并将
阻燃剂与ＰＣ／ＡＢＳ共混，发现阻燃剂的加入改变了ＰＣ／ＡＢＳ的 热降解行为，提高了ＰＣ／ＡＢＳ在高温下的成炭率及炭层的稳定
性，通过ＵＬ９４一Ｖ０级阻燃测试。
３磺酸盐系阻燃剂
在２０世纪７０年代，通用电器及拜耳公司就申请了磺酸盐化 合物用于ＰＣ的阻燃的专利。目前工业中常用的主要有苯磺酰
基苯磺酸钾（ＫＳＳ）、全氟丁基磺酸钾（ＰＰＦＢＳ）、２，４，５一三氯苯磺 酸钠（ＳＴＢ）。磺酸盐系阻燃剂具有添加量少、效率高的优点，
通常只需质量分数１％以下的添加量即可制得ＵＬ９４ Ｖ一０级的
阻燃ＰＣ。例如添）ｊｒｌ０．０５～０．１ ｗｔ％的全氟丁基磺酸￣ 即＿（ＰＰＦＢＳ） 可使材料阻燃性能达ＮＵＬ一９４ Ｖ一０级（３．２ ｍｍ厚） Ｊ。据分析，
认为在燃烧过程中，磺酸盐促进形成交联点或形成支链交联
点，提高了熔体黏度，阻止了燃烧着碎片的滴落，有助于使 ＰＣ达到燃烧试验标准的要求，提高阻燃性 。这种ＰＣ的其它
性能（包括力学性能、热性能及电性能）则与未阻燃Ｐｃ几乎相同 ｔ２２ｊ。但单独使用磺酸盐阻燃的ＰＣ存在水解稳定性欠佳，会在
一定程度上降低ＰＣ的透明度，且价格昂贵等缺点，一般不用
于制造薄壁元器件。
两种或者三种阻燃剂如磺酸盐、聚硅氧烷、氟化烯烃协同
使用，可以有效地提高ＰＣ的阻燃性，并有助于防止ＰＣ透明度 的恶化 Ｊ。聚硅氧烷与磺酸盐并用町以在ＰＣ燃烧时有效地
降低烟气、热量及一氧化碳气体的产生 。因此，对磺酸盐
系阻燃剂的复配技术的研究，将是今后的研发方向之一。
４硼系阻燃剂
硼系阻燃剂对ＰＣ的阻燃效率不高，很少单独应用于ＰＣ， 通常和聚硅氧烷并用才能达到较好的效果 。
５其它阻燃体系
氢氧化镁和氢氧化铝也是常用的无卤阻燃剂，但添加量需 要很大，往往超过聚合物本身的用量，对材料力学性能影响较 大，常要经过表面活化处理以提高无机粒子与聚合物的相容
阻燃剂研究综述
阻燃剂研究综述
1.阻燃剂的涵义
阻燃剂又称难燃剂，耐火剂或防火剂，赋予易燃聚合物难燃性功能，用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。主要适用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧，使其点燃时间增长，点燃自熄或难以点燃。有助于确保各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]
进展 时间
埃及人用硫酸铝钾处理木材以降低其可燃性 公元前约450年
罗马人用硫酸铝钾和醋的混合物阻燃木材 公元前约200年
粘土和石膏混合物用于阻燃剧院窗帘 1638年
英国人Wyld用矾液、硫酸亚铁和硼砂阻燃处理木材和织物 1735年
硫酸铝钾用于降低气球的可燃性 1783年
Gay-Lussac报道磷酸铵、氯化铵和硼砂的混合物是大麻和亚麻的有效阻燃剂 1821年
采用锡酸钠和硫酸铵阻燃处理棉花 1913年
1966年，Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况，反复测定了使材料持续燃烧所需的最低氧浓度，得到了很好的重复性，提出了“氧指数”的概念，从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段，对现代阻燃科学技术产生了深远的影响，并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步，许多先进的分析测试仪器和处理方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone
Calorimeter)等被应用于阻燃研究，成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]
按阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，目前使用的阻燃剂85%为添加型，仅有15%为反应型。前者多用于热塑性高聚物，后者多用于热固性高聚物。 按阻燃元素种类，阻燃剂可分为卤素（溴系及氯系）、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。前五类属于有机类，后几类属于无机类。近年来，出现一类新的“膨胀型阻燃剂”，它们是磷-氮化合物或者混合物。
有机磷酸酯阻燃剂研究进展_徐会志
2014年中国阻燃学术年会论文 湖北 襄阳
-113-
有机磷酸酯阻燃剂研究进展
徐会志，王胜鹏，包杰界
（浙江传化股份有限公司，杭州 311231）
摘 要 有机磷阻燃剂研究在国内外得到极大的关注。综述了磷酸酯类阻燃剂、膦酸酯类阻燃剂和磷杂环类
阻燃剂的研究进展，并提出了有机磷阻燃剂今后的发展方向。
关键词 有机磷，阻燃剂，磷酸酯，膦酸酯，磷杂环
1 引言
有机磷酸酯阻燃剂是一种阻燃性能较好的阻燃剂，它品种多，用途广泛。卤系阻燃剂存在很
多缺点，如抗紫外线稳定性差，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。特别是自1986年
起，发现多溴二苯醚及其阻燃的高聚物的热裂解和燃烧产物中含有致癌物四溴代双苯并二恶烷及
四溴代苯并呋喃后，卤系阻燃剂的使用受到了限制，使得非卤阻燃剂特别是有机磷阻燃剂的研究
和开发变得更加重要。虽然有机磷化合物都会有一定的毒性，但它们的致畸性却不高，其分解产
物及其阻燃的高聚物的热裂解和燃烧产物中腐蚀性、有毒物也很少。有机磷阻燃剂之所以成为阻
燃剂研究中的热点，除了上面的因素外，还因为有机磷阻燃剂除了具有阻燃性能之外，很多品种
还同时具有增塑、热稳定等作用，对提高高分子材料的综合性能有十分重要的作用。
目前，有机磷阻燃剂的研究、开发方兴未艾，每年报道很多。有机磷阻燃剂根据化学活性的
不同，可以分为使用方便的反应型和阻燃性持久的添加型两类，下面就这些阻燃剂种类、合成和
应用的最新发展状况进行论述[1,2]
。
2 磷酸酯阻燃剂
用作阻燃剂的磷酸酯很多，主要可用于聚苯乙烯（PS）,聚氨酯（PU）泡沫塑料，聚酯（PET），
聚碳酸酯（PC）和液晶等高分子材料的阻燃。包括只含磷的磷酸酯阻燃剂、含氮磷酸酯阻燃剂和
含卤磷酸酯阻燃剂等几类。
（1） 只含磷的磷酸酯阻燃剂
只含磷的磷酸酯阻燃剂大多数为酚类的磷酸酯，也有少量的烷基磷酸酯。Bright Danielle A报
道，结构式如下的化合物可用于高抗冲聚苯乙烯的阻燃处理：
无卤阻燃剂二乙基次磷酸铝的热降解和阻燃机理
无卤阻燃剂二乙基次磷酸铝的热降解和阻燃机理
王金泳;王兴旺
【摘 要】通过不同分析方法研究了二乙基次磷酸铝(AlPi)受热后的变化过程.结果证实,随温度升高AlPi会通过自身挥发将阻燃性含磷物质释放到气相中;此外还存在一种热降解机理,分解后含磷物质留在固相中,降低了气相阻燃能力;进一步分析发现,在与火焰温度接近条件下,挥发到气相中的二乙基次磷酸铝会充分裂解成磷原子,进而形成含磷自由基淬灭剂起气相阻燃作用.
【期刊名称】《中国塑料》
【年(卷),期】2019(033)002
【总页数】5页(P82-85,130)
【关键词】二乙基次磷酸铝;阻燃机理;热降解机理
【作 者】王金泳;王兴旺
【作者单位】杜邦公司上海研发中心,上海201203;杜邦公司上海研发中心,上海201203
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ317
0 前言
聚酰胺、聚酯和聚碳酸酯等工程塑料由于具有优异的力学性能，被广泛应用于汽车、电子和工业设备中。这些应用场景要求工程塑料必须具有一定的阻燃性能。工程塑料相对较高的加工温度，使得许多适用于普通塑料的阻燃剂无法应用于工程塑料中。长期以来，工程塑料中的阻燃剂以含卤阻燃剂和红磷为主[1]。近年来，对其生理毒性的担心以及日趋严格的法规限制，促进了各种新型无卤阻燃剂的应用与开发[2]。在诸多无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂，如有机磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸和AlPi等由于兼具了良好的性能和安全性，近年来得到了较广泛的应用[3]。磷系阻燃剂通过固相和气相2种阻燃机理起作用。在固相阻燃机理中，阻燃剂会与聚合物反应，促进聚合物表面形成遮蔽性的碳层，进而减少聚合物内部分解气体向环境中的释放以及减少火焰热量向聚合物内部的传递，最终达到阻燃效果[4]。在气相阻燃机理中，阻燃剂会释放含磷物质到火焰中，这些含磷物质会在高温下形成PO、PO2 和HPO 等自由基淬灭剂，淬灭燃烧时火焰中高能量H·、OH·和O· 自由基，阻断了燃烧时火焰中的链式反应达到阻燃效果[5]。固相阻燃是基于阻燃剂与聚合物之间的反应，所以固相阻燃剂仅用于其适用的特定类型的聚合物。比如，有机磷酸酯类阻燃剂在聚碳酸酯和聚苯醚中有不错的阻燃效果。气相阻燃剂对聚合物类型不如固相阻燃剂敏感，适用范围相对更广。聚酰胺等聚合物中由于结构中缺乏芳环类的成碳前驱体，导致固相阻燃剂效果有限，气相阻燃剂更容易达到要求的阻燃等级。
PC材料
PC材料
PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；增加耐高温125度，耐低温-40 [PC材料] 度,还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子。
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目录
1 简介
2 优缺点
3 PC材料-应用领域 1
简介
pc（聚碳酸脂），英文名Polycarbonate, 简称PC，是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。PC材料其实就是我们所说的工程塑料中的一种，五大工程塑料中用量产量靠前，作为被世界范围内广泛使用的材料，PC有着其自身的特性和优缺点，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。
它的强度可以满足从手机到防弹玻璃的各种需要，缺点是和金属相比硬度不足，非常耐磨，用钥匙也刮不花，但其强度和韧性很好，无论是重压还是一般的摔打，只要你不是试图用石头砸它，它就足够长寿。
2 优缺点
作为被世界范围内广泛使用的材料，PC有着其自身的特性和优缺点。
2.1 优点：
PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；增加耐高温125度，耐低温-40度,还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子。
2.2 缺点：
磷系阻燃剂研究进展(图文并茂版)
磷系阻燃剂研究进展
1. 磷系阻燃剂
随着合成材料的广泛应用, 阻燃剂的消耗量日益增加, 目前已成为塑料助剂中仅次于增塑剂的第二大品种。阻燃剂种类繁多, 其中, 磷系阻燃剂是各 类 阻 燃 剂 中 最 复 杂,
也 是 研 究 较 充 分 的 一类[ 1]。磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点,
符合阻燃剂的发展方向, 具有很好的发展前景。
磷系阻燃剂－CEPPA
2. 磷及磷化合物阻燃机理
加入含磷阻燃剂的聚合物燃烧时, 磷化合物受热分解, 发生如下变化:聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物, 覆盖在聚合物表面形成一个保护层, 起到阻燃作用。另外, 由于磷酸和聚偏磷酸具有较强的脱水性, 使聚合物表面形成碳化膜而起到阻燃作用。这是磷系阻燃剂在聚合物的凝聚相中的阻燃机理。
另外, 磷系阻燃剂在阻燃过程中产生的水分,一方面可以降低凝聚相的温度, 另一方面可以稀释气相中可燃物的浓度, 从而更好地起到阻燃作用。
3. 磷系阻燃剂研究进展
3.1磷系协同型阻燃剂
所谓协同型阻燃剂就是指利用阻燃剂或阻燃元素之间的相互作用而提高阻燃效果的阻燃剂, 其优点是: 阻燃性能增强, 应用范围扩大, 经济效益提高, 是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。
3.1.1磷- 卤系阻燃剂 磷- 卤型阻燃剂是一类含卤较低的阻燃剂, 其协同阻燃作用已被许多实验所证实。燃烧时能产生聚偏磷酸、三卤化磷、三卤氧磷等, 它们相作用, 覆盖于聚合物表面以隔绝空气, 从而发挥了凝聚相和蒸气相阻燃作用。
如：美国的 FMC 公司现销售的 PB - 460 也是一种溴代磷酸酯, 在聚碳酸酯 ( PC) / 聚对苯二甲酸乙二酯 ( PET) 以及 PC/ ABS 三元共聚物中表现出明显的磷- 溴协同作用, 阻燃效率远远高于只含磷或只含溴的阻燃剂。
PB-460 磷酸三（溴苯基）酯
3.1.2磷- 氮系阻燃剂
由于磷- 氮之间的协同与增效作用, 使得这类阻燃剂显示出了良好的阻燃性能, 且发烟量小, 有毒气体生成量少, 被认为是今后阻燃剂发展的方向之一。其主要包括如下三类：
阻燃材料的研究及应用综述
第１７期
收稿日期：２０１９－０６－０５
基金项目：２０１８年横向项目（２０１８Ｈ６５）
作者简介：廖立敏（１９８１—），湖南祁阳人，硕士，副教授。阻燃材料的研究及应用综述
廖立敏，李建凤，黄 茜
（内江师范学院化学化工学院，四川内江 ６４１１００）
摘要：对阻燃剂及应用、阻燃材料的种类、特点及应用现状和发展趋势进行了分析和综述，为新型阻燃材料的开发提供一定的参考。阻燃剂、阻燃材料种类繁多，目前主要应用的有氢氧化镁阻燃材料、氢氧化铝阻燃材料、卤素阻燃材料、红磷阻燃材料、二氧化硅阻燃材料等，各种阻燃材料各具有优缺点。新型廉价、燃烧过程无烟、无有毒有害气体产生、阻燃性能良好的阻燃剂及阻燃材料是未来的发展趋势。关键词：阻燃；材料；阻燃剂中图分类号：ＴＱ３１４．２４＋８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）１７－００８７－０２
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ
ＬｉａｏＬｉｍｉｎ，ＬｉＪｉａｎｆｅｎｇ，ＨｕａｎｇＸｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｅｉｊｉａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｅｉｊｉａｎｇ ６４１１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｙｐｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ
ｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｒｅ
ａｒｅｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓａｎｄｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｉｎｌｙｍａｇｎｅｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｆｌａｍｅ
Clariant无卤阻燃剂获美国EPA优秀项目奖
２０１０年第２期（总第８Ｏ期） 塑料助剂 ５７
风能发电叶片用增强玻纤粗纱新产品
美国宾夕法尼亚洲匹兹 的ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ公司推出
风能发电叶片和其他应用的增强塑料复合材料．ＦｆＪ玻璃纤维
粗纱新产品ＨＹＢＯＮ ２０２６。与老产品相比．它能使叶片质更
轻，使用鸯命更Ｋ。
据ＰＰＧ公司介绍，ＨＹＢＯＮ ２０２６是少数能与许多种树
脂相容的高性能玻纤增强材料之一。该公司风能、№务全球
市场经理Ｃｈｅ￣ｌ Ｒｉｃｈａｒｏｌｓ指ｍ，根据客户反馈的倍息，
ＨＹＢＯＮ ２０２６增强的复合材料强度高，耐疲劳性好，用它增
强风能用的两种树脂（环氧树脂和下一代产品乙烯基酯树
脂），复合材料都显示有良好的性能和结果。ＰＰＧ公司在５
个地点生产这种新产品，其中３个在美国，１个在英围，１个
在巾国山东省淄博市。巾圆牛产地由ＰＰＧ公司与巾国巾材
金品玻璃纤维公司的合资企业负责生产。
ｆ唐伟家译自“Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ”。２００９，（Ｏｃｔ）：１７１
美国供应商将逐步停产十溴二苯醚
２００９年１２月美国环境保护局（ＥＰＡ）宣布，已与几个
助剂生产公司签订协议，未来３年将逐步停产塑料阻燃剂
十溴二苯醚（ｄｅｃａＢＤＥ）。该产品使用接近４０年，并被广泛深
入研究。ＥＰＡ不禁用ｄｅｃａｂｒｏｍ，但支持和鼓励停止销售和使
州ｄｅｃａｂｒｏｍ。ＥＰＡ称它是“持久有毒化合物”，“可能诱发癌
症并影响大脑功能”．并且还能“降解成对野生生物有害的
更毒化合物”。一些供应公司寅布他们将逐步停止生产
ｄｅｃａＢＤＥ．包括路易斯安那州Ｂａｔｏｎ Ｒｏｕｇｅ的Ａｌｂｅｍａｒｌｅ公
司、康涅狄格州Ｍｉｌｄｌｅｂｕｒｙ的Ｃｈｅｍｔｕｒａ公司以及向美国供
应这种材料的以色列［ＣＬ工业产品公司（通过荚国Ｓｔ．
Ｌｏｕｉｓ的ＩＣＩ 一ＩＰ公司）。Ｊ－述这些公司的报告称，ｄｅｃａＢＤＥ
是世界最有效和最广泛应用的阻燃剂之一。不会对环境和
锦湖日丽开发成功大尺寸LCD液晶电视用高流动无卤阻燃PC／ABS
３０ 工程塑料应用 ２０１０年，第３８卷，第６期
ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ＴＩＲ（ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）ｐｒｉｍａｒｙ ｌｅｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐａｒａｍ－
ｅｔｅｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｍｅｌｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｍｏｌｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｐａｃｋｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａＳ ｔｈｅ ｐｃ－ ｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔａｇｕｃｈｉ Ｌ２７ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔａｂｌｅ，ｔｈｅｎ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ＣＡＥ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｃｅｅｄｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ
ｔｈｅ ｗａｒｐａｇｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｅ
ｕｓｅｄ ａＳ ｔｈｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ，ｗａｒｐａｇｅ，ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔｉｍｕｍ，ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｔａｇｕｃｈｉ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ
重庆成为国内最大聚甲醛生产基地
云天化集团在重庆长寿化工园区投资的二期项目２万
年聚甲醛装置一次性开车成功，使其在重庆的聚甲醛年产 规模达到６万ｔ，加上其在云南水富的３万 年聚甲醛装置，
云天化聚甲醛年产规模已达９万ｔ，居全国首位。重庆也一
聚碳酸酯(PC)工程塑料知识简介
可编辑
精品文档，欢迎下载 聚碳酸酯(PC)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。
一、生产状况 聚碳酸酯工业化合成主要是界面光气化路线，以双酚A为原料，使用光气、氢氧化钠和二氯甲烷为原料及反应助剂，此法工艺成熟，产品质量较高，易于规模化和连续化生产，经济性好等，长期占据着聚碳酸酯生产的主导地位。但由于该法使用的原料光气剧毒，因此近年来各大公司纷纷研究非光气法生产路线。1993年非光气法工艺研究成功，并由GE塑料日本公司实现了工业化生产。主要以双酚A与碳酸二苯酯为原料，该工艺是一种符合环境要求的“绿色工艺”，已成为今后聚碳酸酯合成工艺的发展方向，预计未来在聚碳酸酯生产中将逐渐占据主导地位。 2002年全球PC总生产能力约230万吨/年，PC生产主要集中在美国、西欧和日本，上述三大产地生产能力约占世界总生产能力的90%。目前世界聚碳酸酯工业发展呈现两大特点，一是生产更趋集中和垄断，德国拜耳公司、美国GE化学公司、道化学公司及日本帝人公司的生产能力占世界总生产能力的80%左右，这几大公司控制着世界聚碳酸酯的生产与市场，主宰着世界聚碳酸酯的命运。二是亚洲发展迅速，近年来随着亚洲经济逐步恢复，中国、印度经济的持续稳定发展，对工程塑料的需求越来可编辑
精品文档，欢迎下载 越强劲，世界著名聚碳酸酯生产商纷纷来亚洲投资建厂，据不完全统计.1997～2004年建设或拟建的聚碳酸酯装置70%在亚洲。我国原有10余家聚碳酸酯生产企业，目前能维持生产仅有3家，分别为常州合成化工总厂3000吨/年(光气法)、上海中联化工厂1200吨/年(酯交换法)、重庆长风化工厂1000吨/年(酯交换法)，总产能约5000吨/年，年产量不足千吨。与国外公司相比，不仅规模极小，而且技术落后，远远不能满足国内需求。但是，我国将很快形成投资热潮。目前在华投资聚碳酸酯的国际跨国公司，主要有德国拜耳、日本帝人。拜耳公司在上海漕泾化工区18亿美元的第一期投资中，包括20万吨／年聚碳酸酯及配套的20万吨／年双酚A项目，将于2005年建成。日本帝人公司发言人宣布其制造和销售树脂的子公司帝人化成将从2005年4月开始在浙江省生产聚碳酸酯树脂，投资5亿美元，2007年形成年产10万吨聚碳酸酯的生产规模。从国内方面看，中国蓝星计划2004年在南通或兰州建10万吨/年聚碳酸酯装置，中国精细化工(常州)开发园区将建设5000吨/年特种聚碳酸酯。可编辑
阻燃剂的现状及发展趋势
阻燃剂的现状及发展趋势
随着现代工业的不断发展，塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料得到广泛的应用。然而，这些有机高分子化合物绝大多数都是可燃的，且燃烧时可产生大量致命的有毒气体。为解决这一难题、提高合成材料的抗燃性，最有效的方法是加入阻燃剂。对此，以阻燃为目的阻燃剂研究及材料阻燃技术近几年得到长足发展，至今天已成为世界工业体系的重要组成部分之一。本文将阐述阻燃剂的现状应用和发展趋势。
一、阻燃剂发展的总体情况
早在19世纪初，人们已研制出了多种阻燃剂。随着合成工业领域的不断拓宽及阻燃法规的不断完善，从六十年代开始，阻燃剂经历了一个蓬勃发展的阶段。以美国为例，六十年代至今，其阻燃剂消耗量增加了三十倍左右。日本的阻燃剂工业起步较晚，但发展较快，1980年和1982年阻燃剂消费量为6万吨和7.3万吨,到1996年达15.4万吨，15年间增长了两倍多。西欧由于缺乏立法，限制了阻燃技术的发展，1988年以前的阻燃剂市场一直处于停滞不前的状态。目前英、德等国已立法，西欧各国阻燃剂消费量迅速上涨。相比之下，我国阻燃剂开发较晚，起步于五十年代，六、七十年代基本上处于停滞状态，只研制了四溴乙烷三磷酸酯等少量产品。进入八十年代才开始飞速发展，85年产量为5KT，现在阻燃剂的总产量在10万吨左右。到目前为止，我国从事阻燃剂研制的单位已达50余家，研制的阻燃剂品种120余种。但在开发新产品方面有待于进一步提高，而且阻燃剂产品暂时还没形成竞争的商业市场，这在某种程度上束缚了阻燃剂的发展。但这种情况正在得到改善，不仅是公安部而且各类高校和科研所近几年来都投入了很大的力量进行阻燃剂方面的开发。目前我国已能生产无机系、磷系、溴系和氯系四大类阻燃剂。
二、各类阻燃剂的现状研究
(一)卤素阻燃剂。
卤素阻燃剂在受热时分解产生卤化氢HX，HX通过两种机理起阻燃作用，即自由基机理：消耗高分子降解产生的自由基HO,使其浓度降低,从而延缓或中断燃烧的链反应；表面覆盖机理：卤化氢是一种难燃的气体，密度比空气大，可以在高分子材料表面形成屏障，使可燃性气体浓度下降，从而减慢燃烧速度甚至使火焰熄灭。通常卤素阻燃剂主要是溴系和氯系两大类。溴系阻燃剂因其用量少、热稳定性好和阻燃效率高而成为目前世界上产量最大的阻燃剂之一，而氯系虽与溴系同属卤系，但其阻燃效率比溴系差。近20年来氯系阻燃剂已逐渐被溴系阻燃剂所代。尽管卤素阻燃剂仍是最重要的产品之一，相关产品研究仍在进行，但由于它在燃烧时释放出有毒烟雾，造成二次危害，使人们去研究新型阻燃剂——无卤阻燃剂。