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。
三、阻燃剂的发展进行预测和展望
随着人类健康环保意识的增强开发环保、低毒、高效、多功能的阻燃剂已成为阻燃剂行业的未来发展趋势。阻燃剂在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全。
世界阻燃剂的主要发展趋势：
（1）非卤化。
（2）研究阻燃剂体系的协同作用，加强开发带有多官能团的阻燃剂，如集磷、氮、硅、氯、溴或其他卤素于一体的阻燃剂。
（3）开发多功能阻燃剂，如防虫、防鼠、抑烟、增塑、防水、防污、抗老化等，扩大应用领域。
（4）开发抑烟化、无毒化的环保阻燃剂。
（5）阻燃剂表面进行处理，提高和基材的相容性，减少对材料性能的影响。
（6）阻燃剂尺寸细微化处理，提高阻燃效能。
（7）开发新型阻燃整理工艺，简化处理工艺，降低阻燃剂的使用门槛，拓宽应用范围。
结束语
阻燃剂是助剂中发展最快的品种之一。绿色与环保是当前世界工业发展的趋势，是未来阻燃产品发展的重要依据。阻燃剂在现代社会中的重要性不容忽视，但随着世界上一系列环保政策出台，其发展应用不同程度地受到了限制。阻燃剂目前正处在产品结构调整转型时期，一部分阻燃剂将退出历史舞台，而新型阻燃剂将层出不穷。我国的阻燃剂工业正朝着环保化、低毒化、多功能化方向发展，为建设我国的资源节约型、环境友好型具有中国特色社会主义社会增砖添瓦。
参考文献
崔隽，姜红雷，吴明艳等，阻燃剂的现状与发展趋势。山东轻工学院学报，2003，4(1)：14—17．
王保正，基丙烯用阻燃剂及阻燃聚丙烯。塑料。2004,33（1）:54—59
柏光奎，新型无机阻燃剂的发展现状及开发前景。SPECIAL OBSERVATION：35—39
唐皓，环境友好型阻燃剂的研究及进展。消防技术与产品信息。2008，2:23—24
周政懋，国内外阻燃剂现状及进展。铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集。2009,5:209—219
张铁江，常见阻燃剂的利与弊。煤炭技术。2010，29（2）：204—206
黄沙，磷系阻燃剂的现状与发展前景。四川化工。2010,5（13）：24—27
张小燕，卢其勇，阻燃剂的生产状况与发展前景。塑料工业，2011,39（4）：1—5
鞠洪波，阻燃材料发展现状与趋势分析。绿色科技。2011,11:136—138
唐若谷，黄兆阁，卤系阻燃剂的研究进展。科技通报，2012,28（1）：129—132
程家骥，沈威，膨胀型阻燃剂的研究近况。材料导报网刊。2012,7（1）：15—18
和其他大多数高分子材料一样，聚氨酯不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全。所以，一般通过各种方法，使聚氨酯制品具有一定的阻燃性。添加阻燃剂是最常用的方法，阻燃剂是聚氨酯材料的重要助剂。 一、卤代磷酸酯 卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛、效果显著的一大类添加型有机阻燃剂。多数卤代磷酸酯常温下有液态，使用方便，与多元醇有良好的相容性，且价格适中。卤代磷酸酯阻燃剂的品种非常多，我们就对常用的几种分别作一下介绍。 1、三(2-氯乙基)磷酸酯 三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是一种添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用。但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久。它的缺点是用量较大，如果用量超过15%时，泡沫塑料的物性则有下降现象。 TCEP广泛用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，在聚氨酯硬泡或半硬泡中添加10%TCEP可获得显著的效果。使用TCEP降低硬泡的脆性，而不削弱泡沫的抗蚀性。当TCEP用于聚氨酯软泡，例如阻燃改性高回弹泡沫，TCEP可与三聚氰胺结合使用。TCEP可作为一个单独组分在发泡过程中直接注入混合头，也可在发泡前与聚醚多元醇混合，同时可降低多元醇组分黏度。 TCEP是应用最早、最广也是最便宜的阻燃剂，它具有较好的抗水解性和较高的阻燃效率，但容易挥发损失，阻燃持久性较差。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze 100)，德国科莱恩，美国康普顿集团公司，江都大江，江苏雅克等。 2、三(2-氯丙基)磷酸酯 三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)是一种添加型阻燃剂，兼具有良好的增塑作用。由于分子内同时含有磷、氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。因为磷氯含量比TCEP低，因此它的阻燃效果也相对减弱。 TCPP主要用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂。一般较多的用于聚氨酯硬泡及PIR硬泡中，也用于聚氨酯软泡。用于聚氨酯软泡时持久性不好，但不会使泡沫发生焦烧现象。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze TMCP及Antiblaze 80)，德国科莱恩，德国拜耳(Levagard PP)，江都大江，江苏雅克，张家港常余等。 二、磷酸酯类阻燃剂 磷酸酯的品种较多，许多磷酸酯可用作聚氨酯的阻燃剂。但磷酸酯同时具有增塑效应，
膨胀型阻燃剂的制备及应用 来源:中国化工信息网 2007年11月14日 由于环保等各方面的压力，阻燃剂的无卤化进程步伐越来越快。膨胀型阻燃剂被认为是很有希望的途径之一，目前正受到越来越多的关注。膨胀型阻燃剂是由酸源、气源和结炭源所组成，酸源是含阻燃元素磷化合物受热氧化生成磷酸、偏磷酸，最后生成不挥发的且稳定的聚偏磷酸，覆于燃烧物表面起着隔热、隔氧阻止燃烧，因此酸源起着重要的作用。气源以含氮化合物受热分解生成难燃的气 体N 2、NH 3 、H 2 O等，使受热物表面周围空气稀释，因此气源的选择也十分重要。 结炭源是在材料受热时快速降解炭化形成致密的炭化层，目前公认季戊四醇是极好的结炭源。作者以含磷量极高的甲基磷酸二甲酯(简称DMMP)(Ⅰ)作为酸源，三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)为气源、季戊四醇(Ⅲ)为结炭源制备了膨胀型阻燃剂，当Ⅰ：Ⅱ：Ⅲ=5.0：2.5：0.83时，对不饱和聚酯树脂具有极好的阻燃作用，添加15%时能使不饱和聚酯树脂的氧指数达到28.5，燃烧残余物为松散的黑色物质，说明具有结炭作用。 1 试验部分 1.1 主要仪器与试剂 Nicolet 170SX FT-IR红外光谱仪，ARC400型核磁共振分析仪，HC-2型氧指数测定仪。磷含量采用燃烧、磷钼酸铵沉淀法测定。 三聚氰胺，工业品；三聚氰酸，工业品；不饱和聚酯树脂，工业品；季戊四醇，工业品；亚磷酸三甲酯，工业品。 1.2 试验内容 1.2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的合成 向装有带干燥管的回流冷凝管、温度计和电动搅拌的反应瓶中加入500.0g 亚磷酸三甲酯，催化剂NPSM20.0g，开动搅拌，缓慢加热到回流温度(105-110℃)，当回流明显减慢时，继续加热使反应体系始终保持回流状态，当内温达到160℃且无回流现象时，即为反应终点。将反应装置改为减压蒸馏装置，收集95-97℃/0.092MPa馏分，得无色透明产品485.0g。 1.2.2 三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)的制备 将64.5g三聚氰酸溶于90℃的热水中，分批加入63.0g三聚氰胺，90℃搅拌反应2.5h，pH值7左右时，冷却到室温，过滤，滤饼用热水洗涤，抽干，60℃真空干燥。 1.2.3 膨胀型阻燃剂配制及应用 将三聚氰酸三聚氰胺盐(Ⅱ)和阻燃剂DMMP(Ⅰ)不同比例复配，以15%的比例加入不饱和聚酯树脂中，加入促进剂和引发剂，制成10cm×5cm×3mm阻燃不饱和聚酯树脂板片，按GB460-80规定，用HC-2型氧指数测定仪测定氧指数。根据阻燃不饱和聚酯树脂的氧指数值找出(Ⅱ)和(Ⅰ)的最佳配比，然后在(Ⅱ)和(Ⅰ)的最佳配比物中加入不同比例的季戊四醇(Ⅲ)，仍以15%的比例加入不饱和聚酯树脂中，测定阻燃不饱和聚酯树脂的氧指数。 2 结果与讨论 2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的制备 亚磷酸三甲酯在催化剂作用下发生arbuzov重排反应，得到阻燃剂DMMP，反应原理为： Cat-CH 3+P(OCH 3 ) 3 →CH 3 P+(OCH 3 ) 3 Cat-→(异构化)CH 3 P(O)(OCH 3 ) 2 +Cat-CH 3
十溴二苯乙烷TDE 英文名称：2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-Decabromobibenzyl [1] 英文别名：DBDPE;1,2-Bis(2,3,4,5,6-pentabromophenyl)ethane CAS号：84852-53-9 分子式：C14H4Br10 分子量：971.22 熔点:~345℃. 沸点：~676.2℃. 新型溴系添加型阻燃剂（改性塑料行业必须用到的） 密封阴凉干燥保存 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；特别适用于生产电脑、传真机、电话机、复印机、家电等的高档材料的阻燃。 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，对环境不造成危害。二恶英(Dioxin)，又称二氧杂芑(qǐ)，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二恶英实际上是二恶英类（Dioxins）一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。二恶英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累，对人体危害严重。 十溴二苯乙烷无任何毒性，也不会对生物产生任何致畸性，对水生物如鱼等无副作用，可以说符合环保的要求。 十溴二苯乙烷在使用的体系中相当稳定，用它阻燃的热塑性塑料可以循环使用。 十溴二苯乙烷对阻燃材料性能的不利影响较传统阻燃剂十溴二苯醚小，且耐光性能好，渗出性低。 项目规格项目规格
磷系阻燃剂资源丰富，成本低廉，应用广泛，是很有发展前途的阻燃剂品种。甲基膦酸二甲酯(DMMP)有无色、透明、高效、低毒、使用广泛、成本低廉等优点，可用于PU泡沫塑料、UP、EP。磷系阻燃剂因具有阻燃、增塑双重功能而受到重视，它包括磷酸酯、含卤磷酸酯、复合磷酸酯及其衍生物、多磷酸酯和红磷5种类型，含磷胺类、反应型磷系化合物，特别是磷氮类膨胀型阻燃剂和高分子阻燃剂是非常有前途的阻燃剂。 有机硅系阻燃剂是无毒、耐高温、耐腐蚀的高分子化合物，我国已有几套万吨级装置，有发展高分子有机硅系阻燃剂的条件。 锑系阻燃剂以三氧化锑和五氧化二锑为主，一般用作溴系阻燃剂的协效剂。采用微米化、纳米化、微胶囊化后可减少添加量。 铝、镁系阻燃剂是环保型产品，主要品种为氢氧化铝和氢氧化镁，它们除阻燃作用外还可减少有毒气体和烟雾，但缺点是添加量大，但经偶联剂表而处理后可起到阻燃和填充双重功能，并赋予制品电性能、耐热、耐候和力学性能，因而值得发展。特别是，氢氧化镁是目前发展较快的品种。加强表而改性以进一步提高阻燃性是研究重点。 红磷微胶囊化和红磷/膨胀石墨都是值得发展的品种，现已形成生产能力，今后应提高阻燃效率和扩大生产能力。 我国硼资源丰富，应加大硼酸盐阻燃剂的合成与开发，提高其耐水解稳定性，研究复配技术。
卤系阻燃剂是目前全世界产量很大的阻燃剂，其中以溴系阻燃剂为主。工业上生产的氯系阻燃剂品种较少，主要为氯化石蜡、得克隆、海特酸及其酸酐，硬质聚氨酯泡沫中常用的含氯阻燃剂为三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三氯乙酯(TCEP)。 卤系阻燃剂虽然阻燃效果好、市场需求量大，但是卤系阻燃剂燃烧时生成大量的对人体和环境有害的烟、腐蚀性气体和有毒气体。随着全世界范围内环保意识的增强，各国陆续出台各种法规逐步限制和禁止含卤阻燃剂的使用，因此，从长期发展的角度看，无卤阻燃是今后阻燃剂发展的方向。 江西美隆木材保护有限公司是一家以新西兰木材保护工艺技术支持为背景，以国内行业精英为人才基础，以严谨、务实、双赢为经营理念的专业从事木材保护（木材阻燃设备、木材防腐设备、防腐、阻燃、防火、炭化、建材蒸压釜）设备机组、各类木材防腐、阻燃剂的生产和销售的公司。
产品名称：PE塑料薄膜阻燃剂 英文名称：PE Su Liao Bo Mo Zu Ran Ji 产品型号：UR-Q7D型 产品介绍： 随着国内外塑胶行业的制造工艺以及对产品环保要求的严谨，每一个国家都在不断的改进和升华自己的产品。为了追求·开拓优异的产品，我司在经过国内外塑胶博览会以及国内外塑胶技术交流会后；吸取了国内外丰富的制造工艺以及优异的配方技术分析；同时严格按照UL标准或GB/T2408标准以及欧美标准开拓出了一款专用于薄膜的阻燃剂。PE塑料薄膜阻燃剂其产品运用欧洲共聚环氧树脂、高聚酯树脂、高结晶树脂、无机阻燃剂、高分子表面隔离剂、高聚酯成核剂、高分子树脂反应剂、高聚酯无机增强增韧剂等众多优异树脂同时运用德国高压排空设备制造而成。PE塑料薄膜阻燃剂其产品优异特点是可直接添加于吹膜原料中使用；添加使用简单、成本低；无粉尘污染，物料损耗小、阻燃效率高、添加量少、分散性优越、吹膜时不影响薄膜透明度、开口性、粘合性、无污染、无异味；不影响·不破坏产品原有性能等诸多优点。PE塑料薄膜阻燃剂在显著提高薄膜阻燃性能的基础上，可以较大限度地保持树脂原有性能，有效的提高产品氧指数；(包括：机械性能、阻燃性能、微电性能、抗撕裂性、抗老化性、抗氧化性、粘合性、开口性、印刷性、耐酸碱性、耐高温)等诸多优点……
产品用途： PE塑料薄膜阻燃剂已广泛应用于PE;PP;PC;PS;PPO;PP-R;DIPS;PA;EVA;ABS;PUT;PBT;PET;HDPE;L DPE;RMPP;LLDPE;BOPP;HIPS;PPC;PPA;TPE;TPO;ASA；吹塑；吹膜；注塑；涂塑、尼龙；锦纶；绦纶；玻纤；纤维；聚乙烯；聚丙烯；聚氯乙烯；塑料包装膜；汽车塑件、汽车地毯、聚乙烯建筑安全网、阻燃板、人造草坪、假发、塑料片材、穿线管、矿用管、电缆、汽车线束管、阻燃蓬布、防火布涂覆、电子包装物、电器、草坪丝、铁路行业中，并已出口至欧美、韩国、新加坡、加拿大、俄罗斯、印度、南非、英国、澳大利亚、法国、印尼、日本、朝鲜、澳洲、白俄罗斯等众多国家和地区。 产品包装：桶装 产品规格：200kg/桶 产品外观：白色呈片状 产品树脂：高聚酯树脂 产品熔点：107° 产品闪点：415° 产品等级：III级 产品存储：存储于干燥·通风·阴凉处 技术支持：临沂市富鑫工贸有限公司（技术部）
高分子阻燃剂溴化聚苯乙烯 关键词：溴系阻燃剂溴化聚苯乙烯十溴联苯醚 摘要：本文主要介绍了阻燃剂的发展历史，溴系阻燃剂阻燃机理。溴化聚苯乙烯的优缺点，氯化溴法制备溴化聚苯乙烯，以及溴化聚苯乙烯发展趋势。 This paper describes the history of the development of flame retardants, brominated flame retardant mechanism.Advantages and disadvantages of brominated polystyrene,brominated polystyrene prepared by bromine chloride and brominated polystyrene trends 溴化聚苯乙烯研究及发展背景 高分子材料通常都是可燃物和易燃物，阻燃剂就是一种用于阻止高分子材料燃烧的化学物质。20世纪50年代起，高分子材料迅猛发展，合成材料越来越多地应用于社会生活的各个方面。但是，由于使用高分子材料而导致的火灾也日益频繁。发达国家从60年代起便开始研究高分子材料的阻燃技术，开发阻燃高分子材料。经过近半个世纪的发展，阻燃剂己经发展成为具有几百个品种的大家族。常用的塑料阻燃剂分为：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。其中卤系阻燃剂又可以分为氯系阻燃剂和溴系阻燃剂。 溴系阻燃剂是目前世界上产量最大、用量最大的阻燃剂。从上世纪70年代初至80年代初的10年问，溴系阻燃剂经历了一个蓬勃发展的时期，不但产能急剧的扩大，而且阻燃剂的品种也不断的增加。溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐是因为它的阻燃效率高、价格适中，其较高性价比的优势是其他品种阻燃剂难以匹敌的。工业生产的溴系阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，因为后者使用简便，所以高分子材料的阻燃处理一般都选用添加型阻燃剂。最为常见的添加型溴系阻燃剂有：十溴联苯醚(DBDp0)、十溴二苯基乙烷(EBPBD)、溴化聚苯乙烯(BPS)、八溴醚(BDDP)、溴化环氧树脂(BEP)、六溴环十二烷(HBCD)、六溴苯等，其中十溴联苯醚(DBDPO)的用量最大。我国既是十溴联苯醚的生产大国，又是十溴联苯醚的消费大国。 溴系阻燃剂的阻燃作用机理主要是溴系阻燃剂受热分解生成HBr，而HBr能捕获传递燃烧链式反应的活性自由基(如OH．、O．、H·)，生成活性较低的溴自由基，致使燃烧减缓或中止。此外，HBr为密度大的气体，并且难燃，它不仅能稀释空气中的氧，同时还能覆盖于材料表面，隔绝空气，致使材料的燃烧速度降低或自熄。 多溴联苯(PBB)和多溴联苯醚(PBDE)类阻燃剂在受热分解时有产生有毒的、致癌的、难降解的多溴代苯并二噁英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)的可能，尤其是焚烧含有这类阻燃剂的高分子制品垃圾时，如果焚烧不完全，可能会产生大量的PBDD和PBDF，造成环境污染。 为了更好的保护环境，提高产品竞争力，适应环保法规的要求，大多数阻燃高分子材料生产厂商都面临一个同样紧迫的问题——寻找和开发符合新法规的、环境友好的新型阻燃剂。溴化聚苯乙烯应运而生。 十溴联苯醚 结构式
阻燃剂名称及种类大全 01）、三氧化二锑：高纯≥99.8％、超细0.4-1.1um、白度98以上（添加型阻燃协效剂） 02）、三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯：TBC 、总溴量：≥64.5%、熔点范围：100～110℃（添加型无毒阻燃剂） 03）、三聚氰胺氰尿酸盐：MCA 、含量：≥99 %、分解温度：440～450℃（反应型无毒阻燃剂） 04）、三溴苯酚：TBP、含量：≥ 98.5 % 、熔点：≥ 92 ℃（反应型阻燃剂）05）、三聚磷酸铝：ATP、APW、APZ 、用于生产膨胀型防火涂料、重防腐涂料（添加型无毒阻燃剂） 06）、四溴双酚A：TBBA 、溴含量：≥ 58.5 %、熔点：180 ℃（添加、反应型阻燃剂） 07）、四溴苯酐：TBPA （添加型阻燃剂） 08）、五溴甲苯：PBT（FR-5）、总溴量：＞80%、熔点：275～284℃（添加型阻燃剂） 09）、五溴联苯醚：PBDPO、溴含量：62-70（添加型阻燃剂） 10）、六溴环十二烷：HBCD (CD-75P)、总溴量：＞73.5%、熔点：185～195℃（添加型阻燃剂） 11）、八溴醚：【四溴双酚A双(2，3-二溴丙基醚)】溴含量：≥67%、熔点：≥105 ℃（添加型阻燃剂） 12）、十溴联苯醚：DBDPO 、含溴量：82-83%、熔点：300-310℃、美国大湖：
DE-83R、国产：优级、一级品（添加型阻燃剂）
13）、磷酸三甲苯酯：TCP、（添加型阻燃剂） 14）、磷酸三（2-氯丙基）酯：TCPP （添加型阻燃剂） 15）、磷酸三（2.3-二氯丙基）酯：TDCP （添加型阻燃剂） 16）、磷酸三（β-氯乙基）酯：TCEP （添加型阻燃剂） 17）、亚磷酸三苯酯：TPP （添加型阻燃剂） 18）、甲基膦酸二甲酯：DMMP （添加型无毒阻燃剂） 19）、复合磷系阻燃剂：FR-P、分解温度：250-280℃（添加型无毒阻燃剂）20）、卤代双磷酸酯化合物：FR-505 、分解温度：＞200℃（软质聚醚块泡、模塑泡沫阻燃剂） 21）、混合反应型阻燃剂：FR-780 （反应型海绵阻燃剂） 22）、锌酸亚锡：T-9 （聚胺酯发泡用催化剂等） 23）、聚磷酸铵：APP 、P2O5 含量：72-73％、N含量：14-15%、分解温度：＞270℃、五种不同聚合度规格（添加型无毒阻燃剂） 24）、水溶性结晶型阻燃剂：PN （添加型无毒阻燃剂） 25）、高效复合阻燃剂：FR-A 、含量：≥99 %、分解温度：440～450℃（添加型无毒阻燃剂） 26）、氢氧化铝：普通、活性、含量：≥ 99％（添加型无毒阻燃剂）南京塑泰接枝EVA用于氢氧化铝，拉伸强度高，伸长率高。 27）、氢氧化镁：化学、矿法、普通、活性、含量：≥ ≥ 63-98.5％（添加型无毒阻燃剂） 28）、氯化石蜡：52～70# （添加型无毒阻燃剂）
几种优良阻燃剂简介 阻燃剂又称耐火剂和防火剂，是加入制品和材料中能阻止引燃或抑制火焰传播的助剂。主要是通过阻燃药剂产生较多量的不可燃气体或药剂薄膜不能燃烧而达到防火的目的。 根据其使用方法可分为添加型和反应型两类，添加型阻燃剂是在制品的加工过程中掺入制品中，多用于热塑性塑料。反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上，多用于热固性塑料布。按照化学结构，阻燃剂又可分为无机和有机两类，在这些化合物中多含有卤素和磷，有的含锑、硼、铝等元素。 具有实用价值的阻燃剂必须具备以下条件：①与高分子材料混溶性良好；②不改变高分子材料的固有物性，如耐热性、机械强度、电性能；③分解温度不应太高，但在加工温度下又不能分解；④耐久性好；⑤耐候性好；⑥毒性小，燃烧时不产生毒性气体；⑦价廉。 阻燃剂主要用于建筑材料、电器材料、汽车零件中，保护塑料制品、纺织品、橡胶、纸制品、粘合剂、木材等使用时不着火或使火焰迟缓蔓延。 由于毒性问题和各国对阻燃剂检验方法不同，情况复杂，因而阻燃剂的产量未能按预期的那样增长。今后应针对不同要求开发新用途的、性能优良的、又无毒性的新阻燃剂。 目前已推出大量代替溴系阻燃剂的不含卤素的新型阻燃剂，并正在开发新型增效剂作为阻燃剂的添加剂。用于工程塑料的产品也更多，磷溴复合体系也已问世。 Martinswerk 公司提供了几种氢氧化镁和三水合铝（ATH）产品：Magnitin的氢氧化镁产品，主要用于聚丙烯；Martinal ATH产品，可改善在热固材料中的粘度性能。AKZO化学化司推出了一种磷酸型的非溴系阻燃剂Fyrolflex RDP，它具有低挥发度和高热活化温度（300℃），应用于PC和ABS。 Hoechst公司的Hostaflam多磷酸铵阻燃剂，据称比ATH和氢氧化镁好，其添加率低于50%，可减少对聚合物机械性能的影响。 FMC公司已生产出第一个集溴和磷于同一分子中的阻燃剂体系。其中Reoflam PB-460产品提供了优良的阻燃和加工性能，并可改善树脂性能。Dover化学公司也提供了磷、溴和氯系阻燃剂（DG-9021含氯15%、溴15%和磷4%），可用于泡沫软聚氨酯橡胶。 阻燃剂的开发大致上正朝着增效体系发展。Borax公司的阻燃剂增效剂，Firebrake硼酸锌，可提供阻燃、促进焦化、防电弧和抑制余辉作用。Firebrake 415可最有效地用作工程树脂的阻燃剂和PVC的烟雾抑制剂（与ATH并用）。Firebrake 500是无水硼酸锌，具有高热稳定性，可用于高温加工和工程树脂。 主要阻燃剂品种介绍： 商品名阻燃剂MCA
阻燃剂的市场现状 概述 随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外，煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂，目前的生产能力20万t/a左右，年生产量在15万-17万t 之间，年消费量20万t左右。不足部分主要从美国和以色列进口，进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂60余家，能够生产50余种产品，主要为溴磷系列，其中溴系阻燃剂是最重要的系列，约占我国有机阻燃剂的30%。、 国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂生产和消费量还较少，但近年来发展势头较好，市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点，所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构，加大高效环保型阻燃剂的开发。 1.环保型阻燃剂应用和生产现状 随着人们环保、安全、健康意识的日益增强，世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的重点，并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类，可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类，分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。 1.1无卤阻燃剂 无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标，近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情，对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析，无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等，有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品，以下就这两种产品展开分析。 1.1.1聚磷酸铵 聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate，简称为APP)是长链状含磷、氮的无机聚合物，其分子通式为：(NH4P03)n。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点，近年来广泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂；还可用于配制膨胀性防火涂料，用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理；也用于生产干粉灭火剂，用于煤田、油井、森林大面积灭火；此外，还可作肥料用。聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产品质量的关键，聚合度越高，阻燃防火效果越好。国内已经有聚合度超过100的产品，而国外APP(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。国内聚磷酸铵研制始于1978年，经过20多年的发展，我国聚磷酸铵生产已具有一定的基础，基本
世界阻燃剂消费及其结构 世界阻燃剂年总消费量已达105万吨，主要消费国家和地区的市场分配为：欧洲33%，美国30%，亚洲（不包括日本）19%，日本18%。最近的市场调研表明，美国阻燃剂市场总量预计今年将增加为9.69亿美元，年均增长率为5%左右。日本近几年一般高分子添加剂的市场连续几年都在下降，而阻燃剂却略有增长，但2001年的同比增长率进一步下滑。世界各地区的阻燃剂消费结构不同，欧洲用量最大的是无机系阻燃剂，而美国、日本、亚洲（不包括日本）消费量最大的都为溴系阻燃剂，美国和日本分别占总消费的35%和40%，而亚洲竟高达60%。世界不同地区和国家具体消费结构为：欧洲，无机系33%，溴系28%，有机磷系25%，氯系4%，其他10%；美国，溴系35%，有机磷系26%，无机系24%，氯系8%，其他7%；亚洲，溴系60%，无机系25%，氯系8%，有机磷系7%；日本，溴系40%，无机系30%，有机磷系20%，氯系2%，其他8%。 面对越来越严格的环保、安全要求，在应用更趋广泛的塑料、树 脂领域，新型阻燃剂异军突起，无卤、高效、低烟、低毒已成为其发 展方向。塑料和树脂的消费愈来愈广泛地进入生产和生活的各个领域，但由于塑料和树脂可燃，易引起的火灾，带来了人员伤亡和经济 损失。从60年代起，一些发达国家开始生产和应用阻燃塑料。70年代，国外阻燃剂的消费量和品种快速增长，年增长率为6～8%。目
前阻燃剂的消费量已跃居塑料助剂第二位，成为仅次于增塑剂的大品种。阻燃剂种类繁多，可分为：有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。有机阻燃剂有三大类，其特点各异。一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡为主，其申主要是氯蜡--52和氯蜡--40。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡--70，国外已经使用的全氯环戊癸烷和反应型氯系阻燃剂氯菌酸国内尚无工业化产品。二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。三是磷系阻燃剂：也是一种阻燃性能良好的阻燃剂，在全球阻燃剂非卤化动向的驱使下，国外对此进行了大量的研究。有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。无机阻燃剂分解温度高，除了有阻燃效果外，还有抑制发烟和氯化氢生成的作用，目前国外工业发达国家无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂。主要使用的品种有氢氧
通过在合成树脂或塑料中，加入一定比例的某种阻燃剂，便可大大提高塑料制品的阻燃性能。所谓阻燃剂是一类能阻止塑料等高分子材料被引燃或抑制火焰扩散的塑料助剂。阻燃技术的目的是使可燃材料具有阻燃抗燃的性能，在一定条件下使塑料不容易燃烧或者能够自熄的过程。 塑料阻燃剂的阻燃原理： 1、产生一种能窒熄火焰的气体。例如三氧化二锑，它在PVC中遇到因燃烧产生HCL时能与之反应生成一种窒熄性气体，即锑的氮氧化物，从而起到阻燃的效果。 2、吸收燃烧时产生的热量，起冷却、减慢燃烧速率的作用。例如氢氧化铝，它分子中所含化学结合水的比例高达34%，这种结合水在大多数塑料的加工温度下保持稳定，但超过200℃时开始分解，释放出水蒸汽。而且每分解一克分子氢氧化铝，要吸收36千卡热量。 3、提供一层与氧气隔绝的隔离层，因隔绝了氧气而自熄，如磷酸酯类阻燃剂燃烧时生成的磷化物即是隔氧的隔离层。 4、生成可与塑料起反应的游离基，它们与塑料的反应产物能起阻燃作用。 阻燃剂的种类 阻燃剂种类繁多，可分为﹕有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。 有机阻燃剂 有机阻燃剂，主要有三大类： 一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡如氯蜡－52和氯蜡－40。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡－70。氯化石蜡主要用于聚氯乙烯制品的阻燃。 二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料在降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。
阻燃剂阻燃机理总结阻燃原理阻燃剂原理 日期：2018/01/15 阻燃剂阻燃机理总结阻燃原理阻燃剂原理 聚合物的燃烧是一个非常激烈复杂的热氧化反应，具有冒发浓烟或炽烈火焰的特征。燃烧的一般过程是在外界热源的不断加热下，聚合物先与空气中的氧发生自由基链式降解反应，产生挥发性可燃物，该物达到一定浓度和温度时就会着火燃烧起来，燃烧所放出的一部分热量供给正在降解的聚合物，进一步加剧其降解，产生更多的可燃性气体，火焰在很短的时间内就会迅速蔓延而造成一场大火。 阻燃剂是一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。根据其使用方法可分为添加型和反应型两类，添加型阻燃剂是在塑料的加工过程中掺入塑料中，多用于热塑性塑料。反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上，多用于热固性塑料，有些反应型阻燃剂也可用作添加型阻燃剂。按照化学结构，阻燃剂又可分为无机和有机两类，在这些化合物中多含有卤素和磷，有的含有锑、硼、铝等元素。 1.阻然剂的阻燃效应 阻燃剂的阻燃作用就是在聚合物材料的燃烧过程中能阻止或抑制其物理或化学变化的速度，具体说来，这些作用体现在以下几个方面。 (1)吸热效应：其作用是使高聚物材料的温度上升发生困难，例如，硼砂具有10个分子的结晶水，由于释放出结晶水要夺取141。8kJ/mol热量，因其吸热而使材料的温度上升受到了抑制，从而产生阻燃效果。水合氧化铝的阻燃作用也是因其受热脱水产生吸热效应的缘故。另外，一些热塑性聚合物裂解时常产生的熔滴，因能离开燃烧区移走反应热，也能发挥一定的阻燃效果。 (2)覆盖效应：其作用是在较高温度下生成稳定的覆盖层，或分解生成泡沫状物质，覆盖于 高聚物材料的表面，使燃烧产生的热量难以传入材料内部，使高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出，并对材料起隔绝空气的作用，从而抑制材料裂解，达到阻燃的效果。如磷酸酯类化合物和防火发泡涂料等可按此机理发挥作用。 (3)稀释效应：此类物质在受热分解时能够产生大量的不燃性气体，使高聚物材料所产生的 可燃性气体和空气中氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围，从而阻止高聚物材料的发火燃烧。能够作为稀释气体的有CO2，NH3，HCl和H2O等。磷酸胺、氯化胺、碳酸胺等加热时就能产生这种不燃性气体。 (4)转移效应：其作用是改变高聚物材料热分解的模式，从而抑制可燃性气体的产生。例如，利用酸或碱使纤维素产生脱水反应而分解成为炭和水，因为不产生可燃性气体，也就不能着火燃烧。氯化胺、磷酸胺、磷酸酯等能分解产生这类物质，催化材料稠环炭化，达到阻燃目的。 (5)抑制效应(捕捉自由基)：高聚物的燃烧主要是自由基连锁反应，有些物质能捕捉燃烧反应的活性中间体HO·、H·、·O·、HOO·等，抑制自由基连锁反应，使燃烧速度降低直至火焰 熄灭。常用的溴类、氯类等有机卤素化合物就有这种抑制效应。 (6)增强效应(协同效应)：有些材料，若单独使用并无阻燃效果或阻燃效果不大，多种材料并用就可起到增强阻燃的效果。三氧化二锑与卤素化合物并用，就是最为典型的例子。其结果是，不但可以提高阻燃效率，而且阻燃剂的用量也可减少。 2.阻燃机理 材料的阻燃性，常通过气相阻燃、凝聚相阻燃及中断热交换阻燃等机理实现。抑制促进燃烧反应链增长的自由基而发挥阻燃功能的属气相阻燃；在固相中延缓或阻止高聚物热分解起阻
收稿日期：75 2011-03-01 高分子材料无卤阻燃剂的研究现状 Research Status on Non-halogen Flame Retardants of Polymers Wpm/4:!Op/7!)Tvn/341* Kvof!!!3122 黄 辉，曹家胜 Huang Hui, Cao Jiasheng - 公安部上海消防研究所，上海 200032 - Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Public Security, Shanghai 200032, China 摘 要 : 综述了高分子材料无卤阻燃剂的种类和阻燃机理，重点介绍了无机物阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂、有机硅阻燃剂等无卤阻燃剂的开发和在高分子材料中的应用研究现状，并对无卤阻燃剂的发展方向进行了展望。Abstract : Types and mechanisms of polymer non-halogen flame retardants were reviewed. Research status and applications of non-halogen flame retardants in polymers, such as inorganic flame retardants, non-halogen intumescent flame retardants and organic silicon flame retardants, were introduced mainly. In addition, development trends of non-halogen flame retardants were prospected. 关键词 : 无卤阻燃剂；阻燃机理；研究现状 Key words : Non-halogen flame retardant; Flame retardant mechanism; Research status 文章编号：1005-3360（2011）06-0075-05 高分子材料品种越来越多，而常见的高分子材料基本上都是易燃的，因此阻燃技术受到全球性的关注，日益严格的防火安全标准和塑料产量的快速增长，使近年来全球阻燃剂的用量及销售市场一直呈增长的趋势。 目前，含卤阻燃剂（特别是溴系阻燃剂）被广泛用于高分子阻燃材料，并起到了较好的阻燃作用。然而人们对火灾现场深入研究后得出结论：虽然含卤阻燃剂的阻燃效果好，且添加量少，但是采用含卤阻燃剂的高分子材料在燃烧过程中会产生大量的有毒且具有腐蚀性的气体和烟雾，使人窒息而死，其危害性比大火本身更为严重。无卤阻燃剂具有环保、安全、抑烟、无毒和价廉等优点，因此，无卤阻燃剂的开发已经成为当前阻燃剂研究领域的热点[1-3]。在现有工业技术的条件下， 无卤阻燃剂主要以无机阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂和有机硅阻燃剂为主。这3类阻燃剂燃烧时不发烟，不产生腐蚀性气体，被称为“绿色”阻燃剂。 1 无机阻燃剂 无机阻燃剂具有稳定性好，低毒或无毒，贮存 过程中不挥发、不析出，原料来源丰富，价格低廉等优点，兼具阻燃、填充双重功能，并对环境非常友好，是一类很有前途的阻燃剂，目前受到高度重视和普遍应用，成为阻燃市场的主流。无机阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷系等。 1.1 金属水合物 在高分子材料阻燃的长期研究中，人们发现适合作为无卤阻燃剂的金属水合物以氢氧化铝（A1(OH)3） 和氢氧化镁（Mg(OH)2）为主，这是因为A1(OH)3和Mg(OH)2具有填充、 阻燃及抑制发烟三重功能。当其受热分解释放出结晶水，吸收大量的热量，产生的水蒸气降低了可燃性气体的浓度，并使材料与空气隔绝；同时生成的耐热金属氧化物（三氧化二铝和氧化镁）还会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层炭化膜，其会减弱材料燃烧时的传热、传质效应，从而不仅起到阻止燃烧的作用，还起到了消烟的作用。A1(OH)3分解温度范围为235~350℃，吸热量为968 J/g ，由于其分解温度较低，因此作为阻燃剂通常只适用于加工温度较低的高分子材料。与A1(OH)3相比，Mg(OH)2具有更好的热稳定性，更高的促进基材成炭和更好 助剂 文献标识码 : A 中图分类号 : TQ314.24
膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂，含这类阻燃剂受热时表面能形成一层致密泡沫炭层起到隔热、隔氧、抑烟又能防止熔滴；具有良好的阻燃性能。我国自1992年就开始有研究成功的报告，至今有多个研究单位从事这方面的开发，但仍未见工业规模的生产报道。一直没有达到规模生产的原因可能有两个：一是产品中留有尚未反应的无机酸反映在阻燃制品表面有吸潮现象；另外一个就是膨胀型阻燃剂是一些大分子化合物合成；其最后一步是固相反应，它的传质、传热过程太复杂而至今工业化有一定困难。最后关于无机阻燃剂需要说明的是历来有人将三氧化二锑归于这一类，但严格来讲三氧化二锑本身不是阻燃剂，它只是与卤素类阻燃剂合用的协效剂。氢氧化铝、氢氧化镁是无机阻燃剂中的主力军，尤其当某些领域内提倡无卤阻燃时，它们就会成为第一选择。由于无机阻燃剂需要添加的量很大，在某些特殊的情况下会超过高聚物本身的量，因此势必对高聚物的物理机械性能产生非常大的影响这就要求对无机阻燃剂作出处理即微粒化、表面活化。微粒化的目的是让它们在高聚物中分散均匀在体相中处处起到阻燃作用。实验证明要达到同一阻燃标准，微粒化可适当减少用量。另外表面活化就是为了使无机阻燃剂与高聚物之间相容性好这样可以减轻由于大量无机阻燃剂加入而使高聚物本身机械强度的下降。最近有些文章谈及无机纳米粒子的阻燃优越性。我们的工作经验认为这些纳米粒子的添加或许对改善机械强度有好处但对阻燃性能不会有太大影响。因为无机阻燃剂阻燃机理是通过受热分解释放水蒸气来降低体系温度同时水蒸气又稀释了可燃性气体来达到阻燃效果它是以水蒸气的量来决定它的阻燃效果因此与阻燃剂的量有关与阻燃剂是否纳米粒子无关一般来讲无机阻燃剂的粒径分布在之间已足矣。
我国阻燃剂行业概况研究 1、行业概况 阻燃剂是一种阻止材料被引燃以及抑制火焰传播的橡塑助剂，也是材料的一种改性添加剂。目前阻燃剂已经成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性剂。阻燃剂经过几十年的创新，发展出了数百个品种，按照其组成成分，可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂，具有代表性的阻燃剂是卤系、磷系及氢氧化钠等。阻燃剂主要应用在塑料、橡胶、纺织品、涂料和纸张木材等领域，其中塑料是目前阻燃剂应用最广的领域。塑料中，PVC、聚氨酯和聚烯烃（PP、PE 等）是阻燃剂添加相对较多的目标材料。 2、行业市场供求状况 20 世纪60 年代，以美国为首的一些西方工业发达国家开始生产和应用阻燃塑料、阻燃橡胶和阻燃纺织品，阻燃技术得到迅猛发展。20 世纪70 年代中期，国外新阻燃技术、新阻燃剂和许多新阻燃材料逐渐进入我国，中国阻燃工业在经历了20 世纪80 年代的成长期、90 年代的发展期、21 世纪第一个10 年的高速发展期，目前的中国阻燃工业已比较成熟，步入了稳定发展阶段。
3、行业发展趋势 （1）环保低毒化 随着人们对自身健康和环保意识的不断提高，含卤阻燃剂将逐渐被淘汰，无卤、低毒、抑烟将是阻燃剂发展的重要方向。近年来，随着环境保护意识的提升，环保型的无卤阻燃剂已成为阻燃技术发展的趋势。阻燃材料的绿色化越来越成为国际贸易中重要的非关税壁垒、技术壁垒。欧盟颁发了WEEE 及ROHS 等指令，要求所有投放欧盟市场的电子电气设备必须达到欧盟要求的环保标准。我国是个材料大国，高分子材料在整个产业中占有非常重要的地位，无卤化、低毒化是阻燃剂发展的必然趋势。 （2）复合化 随着下游产品的多样化发展，其对于阻燃剂的要求越来越高，单一阻燃剂已经无法满足下游产品的需求，采用多种阻燃剂复配而成的复合型阻燃剂则具有优异的协同效应，即可降低阻燃剂用量，又能提高材料的阻燃性能。复合型阻燃剂将是阻燃剂发展的一个趋势。 （3）多功能化 添加阻燃剂虽然提高了材料的阻燃性能，但往往会导致材料力学性能、电性能等下降，因此，开发多功能化的新型阻燃剂，在提高产品阻燃性能的同时，减少对材料力学性能、电学性能等的负面影响，将成为阻燃剂新的发展研究方向。
常见阻燃剂的类型 随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻燃的要求越来越高，无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已成为人们追求的目标。 目前国内塑料改性用阻燃剂近80%为含卤阻燃剂，其中以多溴二苯醚和多溴联苯类物质为代表，溴系阻燃剂效率高、用量少，对材料的性能影响小，且价格适中。和其它类型的阻燃剂相比，其效能/价格比更具有优越性，我国供出口电子电气类产品中70％～80％都用此类阻燃剂。但溴-锑阻燃体系在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，而且近年欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF），2003年2月，欧盟出台了RoHS和WEEE两个禁令，其中RoHs是限制有害物质的禁令(The Restriction ofHazrdOus Substances Directive)，它规定自2006年1月1日起，在欧盟国家销售的所有电子电气设备，不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。 常用环保型阻燃剂 一、环保型溴系阻燃剂 1、十溴二苯乙烷8010 8010不属于多溴二苯醚，在燃烧中绝对不可能产生PBDD或PBDF；8010的相对分子量为971；溴含量82%，和DBDPO含溴量相当（83%），因此阻燃性能基本一致；初熔点345℃，热稳定性较DBDPO（305℃）高；它的耐光性以及不易渗析的特点都优于DBDPO，最可贵的是其阻燃的塑料可以回收使用，这是许多溴系阻燃剂所不具备的特点。8010工业品为平均粒度3μm、自由流动、微颗粒化的白色结晶粉末，在塑料改性中容易分散，塑料制品颜色自由。而且工业化成本和DBDPO相当，是DBDPO最为理想的替代品。 作为添加型溴系阻燃剂，8010在使用过程也需要和锑化物配合使用，配合比例和DBDPO/锑化物比例相同；和DBDPO相比，8010更适用于高温高粘特性的工程塑料。 首先对8010进行工业化生产的是美国雅宝公司，并申请了生产和使用专利；这一度使国内阻燃剂研究生产单位迟迟没有开展这方面的研究，但经查询发现，雅宝公司的专利范围是在中国之外的地区，因而可以在中国生产和使用8010，只是不能出口及申请专利。柳暗花明，国内研究生产单位纷纷投入研究，2002年年底以工业规模试验成功。目前，国内市场厂商代表有：雅宝公司，大湖公司，苏州晶华工有限公司，山东莱玉化工等。 2、溴化环氧树脂 阻燃剂用溴化环氧树脂又称为四溴双酚A环氧树脂齐聚物，溴含量可达50%，分子量在1000~45000之间，分为EP型和EC型；EP型和EC型相比，前者的耐光性较好，但溴含量较低，而后者阻燃的ABS和HIPS具有较好的抗冲强度。商业品溴化环氧树脂是乳黄色半透名晶片和白色粉末的混合物，国产溴化环氧树脂有刺激性气味，而以色列死海溴产品则无气味。溴化环氧树脂具有令人满意的熔体流速和较高的阻燃效率，优良的热稳定性和光稳定性，且能赋予阻燃基材良好的机械性能，产品不起霜。
阻燃高分子材料的发展 摘要： In today's rapid development of high performance material, the flame retardant materials research has been paid more and more attention, all kinds of novel flame retardant emerge as the times require, polymer flame retardant agent is one 's class. As a result of polymer flame retardant has the advantages of convenient use, good flame retardant effect, low smoke, low toxicity, solubility, good dispersion, with engineering plastics blends easily with itself, the high heat resistance, chemical resistance properties, therefore has the flame retardant effect. And the composite effect. Only on the base of plastic mechanical properties and processing properties of impact is very small, for some of the basic physical and mechanical properties of plastics and processing performance can be improved. Because of low molecular polymer flame retardant and flame retardant has many advantages, so that the domestic and international research more and more people. 在高性能材料发展迅猛的今天，关于阻燃材料的研究越来越受到人们的重视，各类新型的阻燃剂应运而生，高分子阻燃剂就是其中的一太类。 由于高分子阻燃剂使用方便，阻燃效果好，低烟低毒，相溶性，分散性好，同工程塑料共混容易，加之本身耐热温度高，耐化学药品性能好，因此既具有阻燃的作用．又有共混复合的效果。不仅对基体塑料的物理机械性能和加工性能影响很小，对于一些基本塑料的物理机械性能和加工性能还能有所改善。由于高分子阻燃剂与低分子阻燃剂相比具有许多优越性，以致于国内外在这方面研究的人越来越多。 正文： 一、高分子材料的燃烧、阻燃机理以及制备 高分子材料在空气中受热时，会分解生成挥发性可燃物，当可燃物浓度和体系温度足够高时，即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程，涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解，且分解产生的可燃物达到一定浓度，同时体系被加热到点燃温度后，燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时，高分子材料燃烧才能继续，否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出，阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚