聚烯烃 反应型阻燃剂
阻燃PC
阻燃PC百科名片聚碳酸酯（Polycarbonate），缩写为PC，是一种无色透明的无定性热塑性材料。
阻燃PC的阻燃原理就是催化PC在燃烧时的成炭，从而达成阻燃的目的。
目录1阻燃PC的性质物理性质1化学性质高效阻燃系统阻燃PC薄膜分类及主要品牌、型号展开阻燃PC的性质物理性质聚碳酸酯（PC）无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。
但不耐紫外光。
同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好。
化学性质聚碳酸酯耐酸，耐油。
聚碳酸酯，不耐强碱。
高效阻燃系统下面介绍了4类高效阻燃系统，它们或者通过高效的气相阻燃，或者通过在凝聚相中抑制自由基的增长，或者通过催化作用改变聚合物的热分解模式并促进成炭而发挥阻燃功能。
在用量极少的情况下即能满足很多领域的阻燃要求，是阻燃剂的发展方向。
这类阻燃系统有：(1)催化阻燃系统；(2)芳香族磺酸盐(酯)；(3)凝聚相中的自由基抑制剂；(4)高效气相阻燃剂。
目前高聚物中使用的常规阻燃剂，阻燃效率低，用量大，从而恶化了高聚物基材原有的优异性能，增加高聚物燃烧或热解时生成的烟量及有毒气体量，增加材料的价格，并造成阻燃高聚物加工及回收方面的困难。
因此，寻求高效的阻燃系统，是阻燃领域内人们长期的奋斗目标。
据专家们预测，具有下述特征之一的阻燃系统，有可能成为具有发展前景的未来的高效阻燃剂，这些特征是：(1)能抑制凝聚相的氧化反应；(2)具有催化阻燃作用；(3)能发挥高效的气相阻燃作用；(4)能形成有效的含炭层或含其他阻燃元素的防护层。
现介绍4类高效阻燃系统。
1、催化阻燃系统催化阻燃系统是指那些在一定条件下能脱水生成强酸的化合物，它们可促进高聚物成炭，但这种作用模式对烃类高聚物效果不佳。
不过，如果聚烯烃能在催化剂作用下氧化脱氢而形成水和炭，则不仅燃烧热可大大降低，材料的阻燃性也大为改善，而且燃烧产物只是无毒的水蒸气。
例如，在聚丙烯中加入质量分数为1.5%的铬，可使聚丙烯的氧指数提高至27，其机理可能涉及聚丙烯的催化脱氢和成炭。
阻燃剂的阻燃机理
1阻燃剂的阻燃机理阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等[2]。
多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
1.1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，辐射到燃烧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。
Al(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汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。
1.2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O2，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碳化层。
碳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产生物进入气相参与燃烧过程。
1.3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。
阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。
如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。
此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。
1.4不燃气体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。
同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。
常见塑料阻燃
PVC阻燃
一、PVC简介 PVC可分为硬质和软质两大类，硬质PVC
氯含量为56%，氧指数大于45%。因此， 硬质PVC一般只需抑烟，不需阻燃。但软 质PVC中加有最高可达60%的增塑剂，其 含氯量可降至36%，氧指数最低可降至约 22%，所以软PVC的阻燃是必要的。
PVC阻燃
二、常用阻燃剂 可用于软PVC阻燃剂很多，包括磷酸酯、
氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、氯化石 蜡、红磷等。如以氧指数的贡献而言，三 氧化二锑通常是最有效的。
PVC阻燃
三、典型配方 PVC:100 磷酸二苯异丁苯酯：100 稳
定剂：2 硼酸锌：6 氢氧化铝：15 LOI为38%
PVC阻燃
应用与制造电视机构件、汽车内受热的特殊 构件、某些家用电器和真空泵的构件
PP阻燃
三、磷系阻燃PP UL94V-2级：APP＋季戊四醇（2:1）
20% LOI 23.6 V2 25% LOI 26.4 V2 APP＋季戊四醇+三聚氰胺（2:0.5:0.5） 25% LOI 30
PP阻燃
四、无机阻燃PP 氢氧化铝（1微米）： 60% LOI 30
PS阻燃
3、溴化环氧树脂 4：1，添加量：20%，阻燃级别：V0 优点：耐光性好，不宜析出 缺点：冲击强度降低较多。
尼龙阻燃
聚酰胺俗称尼龙（PA），是分子主链
上含有重复酰胺基团（－NHCO－）的热
塑性树脂总称。但未经改性的尼龙其阻燃
性能较差，其垂直燃烧只能达到UL94 V-2
级，氧指数为24左右，并且在燃烧过程中
常见塑料阻燃
技术部
UL94分级
V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰 在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。
阻燃剂的种类
阻燃剂的种类阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生，保护人民生命财产而发展起来的一门科学。
阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。
经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。
根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类：1、按所含阻燃元素分按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。
卤系阻燃剂在热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。
磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。
磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。
在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。
磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂主要是通过磷－卤、磷－氮协同效应作用达到阻燃目的，具有磷－卤、磷－氮的双重效应，阻燃效果比较好。
2、按组分的不同分按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。
无机阻燃剂是目前使用最多的一类阻燃剂，它的主要组分是无机物，应用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。
有机阻燃剂的主要组分为有机物，主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。
还有一部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理，如六溴水散体、十溴－三氧化二锑阻燃体系，具有较好的耐洗涤的阻燃性能。
有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品，主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液，部分代替无机盐类阻燃剂。
在三大类阻燃剂中，无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛应用于各类领域，需求总量占阻燃剂需求总量一半以上，需求增长率有增长趋势。
聚合物阻燃机理及阻燃剂概述
聚合物阻燃机理及阻燃剂概述根据Claudius年鉴记载，人类最早的阻燃历史可追述到炼金术和罗马帝国时代，从17世纪开始，有关聚合物阻燃的相关报道逐渐增多。
到现在为止，聚合物阻燃方面的研究已经非常成熟。
第二次世界大战之后，聚合物阻燃方面取得突飞猛进的发展，包括氯化石蜡-氧化锑协效体系的发现、阻燃填料的使用、聚合物阻燃性能的测试方法——氧指数法的采用、膨胀型阻燃体系的建立、含氯的不饱和聚合物以及本质阻燃高聚物的制备等等[14]。
这些进展为现代阻燃技术的发展奠定了基础，为人类的阻燃事业做出了巨大贡献。
按照阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可以分为反应型和添加型两种。
反应型阻燃剂是指阻燃剂作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应最后成为高聚物的结构单元，这种阻燃方法相对较复杂且成本昂贵，不适于大范围推广。
而添加型阻燃剂是指阻燃剂与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中。
由于添加型阻燃剂在阻燃聚乙烯加工过程中使用方便、加工工艺简单、价格相对较低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃最常用的方法之一。
常用的添加型阻燃体系主要有卤系阻燃复合体系、无卤阻燃复合体系以及其他常用复合体系。
1阻燃机理通常聚乙烯中有少量支链并发生交联，研究表明，PE在空气中燃烧时产生活性很大的HO·、H·和O·，这些自由基有促进燃烧的作用，同时足够的热量以及适合的氧气浓度都是聚乙烯燃烧时所必须的条件，因此只要切断以上三个要素中的任何一种都可以达到阻燃的效果。
所以对PE的阻燃可以通过以下途径：终止自由基链反应，捕获传递燃烧链式反应的活性自由基，即卤系阻燃剂的阻燃机理。
吸收热分解产生的热量，降低体系温度。
氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸类无机阻燃剂是典型代表。
稀释可燃性物质和氧气浓度，使之降到着火极限以下，即氮系阻燃剂阻燃机理。
促进聚合物成炭，减少可燃性气体的生成，在材料表面形成一层膨松、有细孔的均质碳层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，即膨胀阻燃剂的主要阻燃机理。
NYCO公司开发出专用于软质热塑性聚烯烃(TPOs)产品的特殊添加剂
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塑料助剂
２０ ０ ６年 第 ４期 （ 第 ５ 总 ８期 ）
也 可 以进一 步 反应 成其 他 阻燃 剂 ，具 有较 高 的应 用价值 。
表 ３ 苯 基 亚膦 酸 类 阻燃 剂 热 失重 数 据
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剂 产 品可 用于 矿 物 质 填 充 Ｐ Ｐ材 料 以 及 诸 如 百 叶窗 、 、 门 房
１５ ８ ０可 以降 低 树 脂 的 氧 化性 能 ， 以在 停 工 和 开工 期 间 对 可 加 工 设 备起 到保 护 作 用 ． 且 该 产 品 还 可 以 降低 交 联 、 胶 而 凝 体 以及 碳 化 物 的 形 成 。 ＰｒｅＣ ｍｐｉ ｄＩ ８ １中 含 有 清 ｕｇ ｏ ｏ ｍ Ｐ１ ５ 洗 剂 和 润 滑 剂 ，可 以有 效 清 除 加工 设 备 上 的 降解 物 质 和碳 化 物 以达 到 快 速 清洗 设 备 的 目的 。
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阻燃剂的分类应用
阻燃剂的分类应用一.概述阻燃剂又称难燃剂，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树脂或胶料混配，加工方便，适应面广，系阻燃剂的主体；反应型阻燃剂常作为单体键合到聚合物链中，对制品性能影响小且阻燃效果持久。
根据组成，添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、磷系阻燃剂(赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等)和氮系阻燃剂等。
反应型阻燃剂多为含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。
主要适用于有阻燃需求的塑料，延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧，使其点燃时间增长，点燃自熄，难以点燃。
一般如PP、PA、PE、PS、ABS、EVA及PET、PBT等易燃的高分子塑料在特殊用途中都需要添加阻燃剂。
阻燃剂目前主要有有机和无机，卤素和非卤。
有机是以溴系、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。
一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力在塑料中，溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势，虽然在环保问题上“非议”多端但一直难以有其他阻燃剂体系取代。
在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点。
红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用，制成复合型磷/镁、磷/铝、磷/石墨等非卤阻燃剂，可使用阻燃剂量大幅降低，从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。
但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，容易引起粉尘爆炸，运输困难，与高分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受到了限制。
为弥补这方面不足，以扩大红磷应用范围，我们采用了国外先进的微胶囊包覆工艺，使之成为微胶囊化红磷。
微胶囊化红磷除克服了红磷固有的弊端外，并具有高效、低烟，在加工中不产生有毒气体，其分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。
ADEKA公司决定2008年使聚烯烃用新型阻燃剂生产工业化
２ 亿欧元。中国是 Ｄ Ｍ ｅｔ ｉ 全球投 资 Ｓ Ｖ ｎｕ ｎ ｒｇ
战略 的核心投 资地 区之 一 。
Ｄ Ｍ 公 司高 性能材料 新业 务开发 副总裁 Ｓ Ｂ ｂｔ Ｐ ｔ ａｅｔ ｅ ￣ ｅ 指 出 ： 继早 些 时 候宣 布 的在 “
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（ 淑战 ） 赵
ＤＳ 公 司 投 资 于 Ｍ
Ｃ ｒｌ ｔ 司推 出一 种 ｅｅ ｓ 公 ａ
中国的生物塑料公司
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耐高温热成型可生物降解树脂
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第３ ８卷 ３ （０ ８ 期 ２０ ） 印度随着众 多 的成 品车生产 厂 和汽 车零部 件 生产 厂 的进 入 ， 聚 丙 烯 复合 物 的需 求 显 著 对
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・ ２ ５
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荷 兰 Ｄ Ｍ 材 料 集 团 投 资 部 ｆ Ｍ Ｓ － ＤＳ １ Ｖｅｔｒ ｇ参与 了天 津绿 色 生 物科 学 公 司数 ｎｕｉ ， ｎ
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聚烯烃反应型阻燃剂
聚烯烃是一类高分子化合物，主要由烯烃单体聚合而成。
常见的聚烯烃包括聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等。
反应型阻燃剂是指在聚烯烃中加入能够与燃烧过程中的自由基反应并产生溶解、中和、物理隔离等效应来抑制火焰蔓延的化合物。
常见的反应型阻燃剂有磷酸盐、磷氮共掺杂聚合物、挥发性反应型阻燃剂等。
磷酸盐是一种常见的反应型阻燃剂，因其含有的磷元素可以与燃烧过程中的自由基反应，生成能够稳定火焰的无害磷化合物。
磷酸铵盐和磷酸铵盐酸盐是常用的磷酸盐类反应型阻燃剂。
磷氮共掺杂聚合物是一种新型的反应型阻燃剂，通过将磷和氮元素引入聚烯烃分子结构中，使其具有较强的反应型阻燃性能。
挥发性反应型阻燃剂是一种在燃烧时能够发挥作用的反应型阻燃剂。
它们可以在高温下挥发并与火焰中的自由基反应，形成能够抑制火焰传播的物质。
这些反应型阻燃剂的加入可以显著提高聚烯烃的抗火性能，降低火灾风险。
它们广泛应用于聚烯烃制品的生产中，如电缆、电线、塑料管道等。