1.阻燃剂
1.1我国阻燃剂需求介绍
我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续、快速发展，迎来了一个大发展的机遇，同时，也面临严峻的挑战。我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，年均消费增长率超过20％。从2002年开始，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于电子电器、汽车市场两个方面。
阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全，在这种背景下，一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品，同时也将促进新阻燃材料的问世。这些新的阻燃材料将具有低放热率、低生烟性和低毒性，而且阻燃效率不会降低。由于人们对使用溴系阻燃剂十分审慎，给其发展前景蒙上了一层阴影。但由于溴系阻燃剂在阻燃领域的历史地位，而且在很多应用领域还很难找到合适的代用品，所以溴系阻燃剂在欧洲等国仍然是无可替代的选择。但寻找溴系阻燃剂(特别是十溴二苯醚)的代用品，以逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化将是明显的发展趋势之一。今后全球溴系阻燃剂消费量增速缓慢，而代用品将会继续增多。
预计未来5年内，我国阻燃剂消费量年均增长率可达到15％。
目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上均与发达国家存在较大差距。随着国家对阻燃技术要求力度的加强，我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景。我们应该提高开发创新能力，推动阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。
1.2常用的阻燃剂
1.2.1卤系阻燃剂
卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂。含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香一脂肪族的溴化合物，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚等，这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A使用量较大。含氯阻燃剂主要是氯化石蜡。
溴系阻燃剂的优点在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，根据阻燃机理能显著降低燃气中溴化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好。即使在苛刻的条件下也无析出现象。它们的分解度大多在 200～300℃左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小、效果好等优点。
1.2.2硅系阻燃剂
硅系列阻燃剂国内生产品种和生产量都很小。使用较多的硅酮聚合物是一种透明、粘稠的聚硅氧烷聚合物，它可通过类似于互穿聚合物网络(IPN)部分交联机理而结合人基材聚合物结构中，这可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面，
且与聚烯烃等高聚物相容。
作为阻燃剂的硅酮聚合物，通常与一种或多种协同剂并用。这些协同剂有ⅡA族有机金属盐(如硬脂酸镁)、聚磷酸铵(PPA)与季戊四醇的混合物、氢氧化铝( ATH)等。它们既能与基材聚合，又能与的互渗性，而且能促进炭层的生成，进而阻止烟的形成和火焰的发展。对于加有填料和未加填料的聚烯烃，由于燃烧时硅酮聚合物能与它们形成炭层，所以既能提高其氧指数，又能降低火焰传播速度。硅铜聚合物不论是用做添加剂或者是作为共聚物的组成，均能改善有机塑料的低温抗冲击强度。由于硅树脂的惰性和稳定性，以及极低的玻璃化温度(为-54～87％)，所以它即使长期处于高温或低温下仍能保持其弹性。在某些情况下，硅树脂还能降低聚烯烃的玻璃化温度。这说明硅树脂与聚烯烃基材相容。
硅系阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、机械性能、耐热性能等，生态友好，阻燃材料的循环使用效果较好，能满足人们对阻燃剂的严格要求。但是加工工艺比较复杂，有的需要侧向喂料，即在高聚物加工过程中添加。现在市场上有颗粒状的，因此更适合在高聚物阻燃加工过程中应用。
硅酮与多种协效剂组成的阻燃系统目前主要用于聚烯烃。
1.2.3磷系阻燃剂
（1）无机磷阻燃剂
磷阻燃剂的应用已有很长的历史，磷—氨阻燃剂对纤维素的阻燃非常有效。其中，磷酸铵、磷酸铵钠、硫酸铵、锡酸铵和磷酸铵及氯
化铵的混合物很适用于纤维阻燃。最近对磷酸二氢铵和磷酸氢二铵或低分子量聚磷酸铵与硼酸铵、硫酸铵、氨基磺酸铵和溴化铵的共混物的研究有了新发现，它们的不同组合对合成纤维的阻燃有明显效果。
高聚合度的聚磷酸铵( AP P ) 广泛应用于各种防火涂料之中，聚合度越高，阻燃效果越好，阻燃效应越长久。
（2）膨胀型含磷阻燃剂
膨胀型阻燃剂是以磷、氮为主要阻燃元素的阻燃剂由酸源(脱水剂) 、炭源(成炭剂)和气源(发泡剂) 3部分组成。含有这类阻燃剂的高聚物受热分解或燃烧时，表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。该层隔热、隔氧、能防止高聚物分解产生的挥发性可燃物由凝聚相进入气相燃烧区，还有抑烟和防止产生熔滴的作用。膨胀型阻燃剂符合当今对材料抑烟、减毒的要求，是阻燃领域的研究热点之一。
（3）有机磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦及磷一氮化合物等多种，但作为阻燃剂应用最多的是磷酸酯和膦酸酯，特别是它们的含卤衍生物。有机磷系阻燃剂的主要缺点是耐热性较差，挥发性较大，恶化塑的热变形温度。因此，开发磷含量高、分子量大、热稳定性好、低毒性、低生烟量的磷系化合物是有机磷系阻燃剂发展的一个趋势，此外，耐辐射性和不恶化基材电器绝缘性的磷酸酯也是人们着眼的新品种。
1.2.4三嗪系阻燃剂
三嗪系阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物，这类阻燃剂有多重反
应功能，有优异的热稳定性、耐久性和耐候性，阻燃效果好，与高聚物相容性也好，因此应用面也广，常用的有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐( MCA)、MP、MPP等。
1.2.5无机阻燃剂
无机阻燃剂是根据其化学结构习惯分出的一类阻燃剂，包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑及硼酸锌等。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。[1]
2硅系阻燃剂
2.1硅系阻燃剂的阻燃机理
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，硅系阻燃剂迁移至表面；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与外界氧气接触的作用，抑制了材料的进一步燃烧。[2]
2.2无机硅系阻燃剂
2.2.1聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料
聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料实现了聚合物基体与无机粒子在纳米尺度上的结合,克服了传统填充聚合物的缺点,赋予了材料优异的力学性能、热性能及气体阻透性能,有明显的抗熔滴作用和成炭作用,成为材料领域的一大研究热点。该技术已成功广泛应用于聚合物中,包括乙烯-醋酸乙烯共聚物( EV A)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚氨酯( PU )和环氧树脂。
Serge等通过原位插层聚合的方法制备了PS/蒙脱土纳米复合材料。其中采用的蒙脱土改性剂是N, N-二甲基-十六烷基-乙烯基苄-氯化铵。研究发现,添加了有机蒙脱土的纳米复合材料的阻燃性能相对于PS 有了很大提高。这是因为蒙脱土在复合材料燃烧时形成炭层, 降低了复合材料降解, 并且在复合材料中形成阻隔片层。Camino等研究了纳米级黏土分散性及其PU/黏土纳米复合材料的热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明, 与纯聚合物相比, 纳米复合材料的热初始分解温度提高了10℃,热释放率降低了43 % ,热释放量降低了80 %以上,在UL—94测试中消除了火焰引发的熔融滴落现象, 阻燃性良好。其阻燃机理是:由于纳米插层的形成阻碍了氧气进入聚合物基体以及聚合物降解的产物扩散到气相中,纳米复合材料燃烧过程中生成炭保护层,起到了绝燃和屏蔽双重作用。因此,聚合物和氧在插层上被捕获,从而在聚合物表面形成一个“纳米级反应场所”, 以及发生炭化反应。
2.2.2纳米二氧化硅( SiO2 )
目前,制备纳米SiO2采用最多的是气相法和溶胶凝胶法。纳米SiO2广泛应用于橡胶、工程塑料、涂料、胶黏剂、封装材料和化妆品等行业。
Wang等研究了以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺作为酸源、炭源和气源,并将纳米SiO2均匀添加到不同的分子结构和相对分子质量的丙烯酸树脂的表面涂层,采用差热分析法、热重分析法、氧指数测定仪、扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱方法等手段测试反应生
成的焦炭, 发现低相对分子质量的丙烯酸树脂在300~450℃时导致形成连续膨胀的焦炭, 纳米SiO2粒子在丙烯酸酯树脂体系中的均匀分布可以改善高温成炭和抗氧化作用。这表明这种阻燃的丙烯酸树脂纳米复合材料优于传统的丙烯酸树脂阻燃涂层。
2.3有机硅化物阻燃剂
2.3.1有机硅氧烷
众所周知,含有聚硅氧烷的薄膜具有良好热稳定性和阻燃性能, 它使材料的防火性能集中于聚合物表面并保留了材料的本体性能。
Mercado等进行了聚己内酰胺及其纳米复合薄膜的对比实验。结果表明,添加黏土的薄膜阻燃效果良好,其极限氧指数增加了130 %。同时,热释放率和总热释放量分别减少了41 %和33 %。这是由于聚合物在燃烧过程中形成了硅和炭质保护层,这个硅炭层阻碍并限制了聚合物和火焰之间的物质转移和热传递,减缓了聚合物燃烧释放生成气体的速度。聚己内酰胺纳米复合薄膜的作用更加明显,具有非常好的阻燃性。
2.3.2本质阻燃聚合物
本质阻燃聚合物与添加型阻燃剂和反应型阻燃剂不同,它们因其自身的特殊化学结构而有阻燃性, 即不需要改性和阻燃处理。将含硅基团(如硅氧基团)导入聚合物分子的主链、侧链等部位,所得含硅本质阻燃聚合物除拥有阻燃、耐高热、抗氧化、不易燃烧等特点外,还具有较高的耐湿性和分子链的柔软性。
欧育湘等将四(苯乙炔基)苯与主链上含硅、硼及二乙炔基的聚合
物共混。当加热混合物至200℃,将形成的熔融物彻底搅拌均匀, 乙炔基团发生热聚合形成共轭交联聚合物, 它是一种含硅及硼的具有本质阻燃性的杂化共聚物。多乙炔苯聚合物的主链上除含硅氧基外, 还含有二乙炔基等单元, 由于后者能进行热反应或光化学反应而形成韧性的含共轭网络的交联聚合物。
阻燃机理: 高温条件下, 这些具有网络结构的聚合物生成炭-陶瓷、玻璃-陶瓷膜,保护其下的炭层, 阻止材料进一步燃烧和氧化;网络结构的存在降低了材料的可燃性, 可燃物的生成量也相应减小。上述共聚物在空气中受强热时可形成炭- 陶瓷物质膜, 此膜可保护由乙炔芳烃形成的炭层,阻止材料在高温下进一步被氧化。实验证明,共聚物在高至1000℃的空气中仍具有罕见的抗氧化性。而且, 共聚物的抗氧化功能与其中硅的含量相关, 含量越高,抗高温氧化性越好。
2.3.3有机硅环氧树脂
有机硅环氧树脂的分子链结构中含有—Si—O—键,使得有机硅环氧树脂具有有机硅和环氧树脂两者的优点,有阻燃、防潮、耐水、耐热等优良特性, 并具有良好的电气性能和良好的加工性能。最有效的提高环氧树脂的阻燃性的方法是化学反应法,这就是说, 阻燃化合物通过环氧化物或固化剂与聚合物主链反应。已报道端羟基硅氧烷直接用于环氧树脂的制备,端基是二胺基的硅氧烷也可以被用来作为固化剂能有效地将硅引入环氧树脂中去。更复杂的是合成含有硅的氧化物, 它们能够与自己固化或者与其他环氧共聚单体共混, 关于硅的环氧单体——三环氧丙烷苯基硅氧烷的合成也已有报道。
Sing等利用多种含硅固化剂, 对含双戊二烯的环氧树脂进行了固化研究, 得到了一系列的含硅氧烷环氧树脂。结果表明, 传统固化剂DDM固化环氧树脂的残炭率为2.1%, 极限氧指数为19 % ,而含硅固化剂固化环氧树脂的残炭率为5 %左右,极限氧指数为31 %以上,获得了较好的阻燃效果, 以及改善了韧性。
2.3.4硅橡胶
硅橡胶是一种半无机、杂链、非极性的弹性体, 分子的主链为Si —O 键, 其键能比一般有机化合物的C—C键键能高,因此硅橡胶的耐热性能要优于大部分有机橡胶,且其燃烧极限氧指数也较高。
Jia研究发现,硅橡胶与高密度聚乙烯( PE—HD)混合后辐射交联,对改善PE—HD 的阻燃性是很有效的方法。不但增加了阻燃性, 而且还改善了耐热性。添加硅橡胶和交联阻燃PE HD 体系具有良好的极限氧指数和抗老化性能, 其中极限氧指数由26 %增加至32. 5 %。同时,大大减少了平均热释放率和热释放量。在燃烧过程中形成了致密型焦炭, 降低了可燃性气体转移至火焰中。
2.3.5笼状倍半硅氧烷(POSS)改性聚合物
POSS 是一种特殊的具有笼状结构的倍半硅氧烷。经POSS 改性的高分子主要有苯乙烯- POSS 聚合物体系、甲基丙烯酸- POSS聚合物体系、降冰片烯-POSS 共聚物体系以及硅氧烷- POSS 共聚物体系等。目前研究较多的是POSS 作为侧链或主链组分的线形聚合物,而POSS 作为交联点插入到网络聚合物中的研究目前尚少。[3]
2.4含硅本质阻燃高聚物
因含硅基团具有极高的热稳定性、氧化稳定性、憎水性以及良好的柔顺性，利用聚合、接枝、交联技术把含硅基团（如硅氧基团）导入高聚物分子的主链、侧链等部位，所得含硅本质阻燃高聚物除拥有阻燃、耐高热、抗氧化、不易燃烧等特点外，还具有较高的耐湿性和分子链的柔软性。这类材料的加工和物理学性能也得到部分改善，特别是抗氧化、耐高温性能。如果这种材料用于航天领域时，可减缓航天器在低轨道运行中发生的热降解和热失重。另外，含硅本质阻燃高聚物受热分解产物主要是二氧化碳、水蒸气和二氧化硅，所以它是一种低毒型的阻燃材料，一出现就受到人们广泛的关注。
2.4.1含硅基团共聚物
（1）含硅基团和乙炔集团共聚物
把双乙炔基和硅氧基或者硅碳基等单元一同聚合到高聚物主链上，利用双乙炔基和Si—H键的交联功能，采用热、光或电子束等使之形成含共轭键的柔韧性网络结构。高温条件下，这些具有网络结构的高聚物生成炭—陶瓷、玻璃—陶瓷膜，保护下面的炭层，阻止材料的进一步燃烧和氧化；网络结构的存在降低了材料的可燃性，可燃物生成量也相应减小。因此这类材料不仅具有优异的阻燃性能，而且还具有超强耐高温抗氧化性能；在超高温条件下，材料仍能保持一定的机械性能，所以在电子、电器、航空等领域也备受关注。
（2）含硅氧基团的共聚物
此类共聚物大多数是聚硅烷，更多的是聚二甲基硅烷。已研究的阻燃共聚物有PC、聚苯乙烯（PS）、聚醚酰亚胺（PEI）、双酚F型聚
碳酸酯（BPFPC）、聚氨酯（PU）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。研究结果显示，该类含硅共聚物耐热、阻燃性能特别好，阻燃级别均达到UL94V—0级。
2.4.2含硅接枝阻燃共聚物
接枝共聚技术已用于高聚物材料的阻燃。聚乙烯（PE）、PP、PC、环氧树脂的卤化，甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈单体接枝到丁二烯为基材的聚合物、聚苯乙烯、尼龙6上是接枝共聚技术用于阻燃高分子材料的实例。运用该技术把硅烷基团接枝到PS、聚乙烯醇（PVA）分子链上，能显著增加炭生成量，提高聚合物的阻燃性能。接枝基团一般选用氯化硅烷、二氯化硅烷。其阻燃机理与2.4.1中的共聚物略有不同，除增加炭生成量外，在气相中还可抑制火焰的蔓延。
2.4.3阻燃协同效用
含硅本质阻燃高聚物引入卤素或磷后，阻燃效果更为理想，原因是卤素、磷与硅具有阻燃协同效应。高温下，卤素、磷促成炭的生成，硅增加这些炭层的热稳定性；并且，用硅氧烷代替硅烷时，磷／硅两元素的阻燃协同作用得到进一步加强。该类共聚物阻燃协同元素位于同一分子中，阻燃协同效应比添加型协同阻燃体系要好。这正是此类高聚物的优势。
2.5阻燃聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料
聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料（PLS）阻燃性能的系统研究开始于1996年，此阶段人们正在积极寻找新型阻燃剂。所以，它的阻燃性能一经报道就引起业内人士的兴趣，成为研究热点。纳米级层
状硅酸盐添加剂量少（一般为基材质量的2%—5%），分散性好；添加剂与聚合物之间接触面积极大且存在二者界面间的化学键，因而它们具有理想的粘接性能。所以，复合材料无迁移，无污染，阻燃性能较好；更重要的是其拥有聚合物/无机物纳米复合材料特有的性能，这是常规阻燃添加剂无法比拟的。
PLS具有阻燃性能与其特殊的纳米结构和无机物的纳米级分散有关。Macro Zanette及其合作者报道，将同样改性的非纳米级黏土颗粒直接掺入发泡聚丙烯体系，该体系有限氧指数是下降的而不是上升的。阻燃机理为燃烧过程中，由于聚合物表面形成多层坚硬的层状硅酸盐排列较为整齐的炭&硅酸盐结构层，以及复合材料本身具有阻隔性能，阻止聚合物热分解生成的挥发性物质的逸出、外界氧的进入、燃烧产生热量的扩散等，使材料获得良好的阻燃性能。如果聚合物链能接枝到硅酸盐层上，二者之间的化学键合力增加，无机物的分散性还会增加，阻燃性能、阻隔性能等也会随之增加。[4]
3硅系阻燃剂的研究运用
3.1硅基阻燃剂在聚碳酸酯体系中研究进展
聚碳酸酯(PC)是一类非晶型的热塑性工程塑料，具有优异的抗冲击性能、透明性、尺寸稳定性，优良的力学性能和电学性能等；是近年来增长速度最快的通用工程塑料品种之一，其树脂销量已经位居五大通用工程塑料之首，广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材和医疗保健领域。PC的氧指数在2l一25，UL-94测试为V-2级，因此在空气中燃烧能自行熄灭(称为自熄性)，且成碳率
高；但对于安全要求较高的场所用材，其自身阻燃性能还不够，必须加以改性。随着人们环保意识的增强，相关法律体系的日趋完善，开发无毒环境友好型阻燃剂的任务就显得相当的迫切；由于硅系阻燃剂具有如此得天独厚得优势，必然会成为下一代高效、无毒、环境友好型的阻燃剂。
3.1.1硅系阻燃剂在PC中的阻燃机理
一般认为，有机硅阻燃剂是按凝聚相阻燃机理，通过裂解形成Si-C和Si-0-Si连接的隔热碳层，阻止氧气和热量向基材内部的传递并限制可燃挥发组分向外释放。PC体系加入有机硅阻燃剂后，阻燃剂均匀分散在体系中，高温下会与PC发生相分离，内层阻燃剂会向外层迁移，由外到内形成一定的浓度梯度，一旦燃烧便快速形成隔热层。
Iji和Sefizawa¨k“o研究了支化甲基苯基的阻燃行为，认为由于芳香基团的引入，增加了硅氧烷和PC的相容性，而且低反应活性的端基由于阻止了凝胶化进行，也有利于硅氧烷在PC的分散。XPS 研究表明，在燃烧升温过程当中，硅氧烷与PC的相容性变差，由于它的低表面能作用，会向基材表面移动，从而改变表面的粘性，而且芳香基团的存在，与硅氧烷形成致密的阻燃化合物。他们还指出支化的苯基甲基比直链未支化的硅氧烷具有更好的阻燃性能，这可能于支化结构可以阻止PC的分解。
3.1.2硅系阻燃剂用于PC中的类别
将硅系阻燃剂添加于PC中的方法有两种：一种是通过物理的方
法引入到聚合物中，即添加型的阻燃剂。阻燃剂和被阻燃物之间不发生化学反应，仅仅是一种单纯的混和与分散过程，对于工业应用来说，这种方法最大的优点就是经济、方便，但是它又存在着阻燃剂和聚合物的相容性的问题，相容性不好对聚合物的性能会有不利影响。另一种是通过化学键将硅引入PC体系中，即反应型的阻燃剂，这种方法的主要优点是所得含硅阻燃材料除具有阻燃、耐热、抗氧化等特点外，还具有较高的耐水和分子柔顺性等。在基本了解阻燃性能与阻燃剂分子结构之间关系后，各大公司及相关研究人员都开始了阻燃剂分子的结构设计，且成功开发出来，并已经应用于实际生产中。[5]
3.2有机硅树脂与溴系阻燃剂协同阻燃ABS的研究
目前, 在ABS 的阻燃改性中最常使用的技术是添加溴系阻燃剂, 但这会严重损害ABS基材的其它性能, 特别是冲击强度和电性能。因此, 研究开发具有优良综合性能的阻燃ABS塑料一直是国内外非常重视的课题。有机硅树SFR100是美国GE公司开发的一种透明、粘稠的有机硅聚合物, 是目前最成功的有机硅阻燃剂之一,它在赋予塑料基材良好阻燃性能的同时, 还可提高阻燃塑料的冲击强度和电性能, 用其阻燃的PP、HIPS 和LDPE 具有优良的综合性能。
3.2.1SFR100与TBAB对ABS的协同阻燃作用
TBAB用量固定为14% (质量分数,下同) ,Sb2O3的用量为TBAB 的1/ 3, 有机硅树脂SFR100用量对ABS氧指数的影响见图1。由图1可看出, 随着SFR100用量的增加, 阻燃ABS 的氧指数也随之增大;当SFR100 用量为4%时, 氧指数增至31.8%; 随后,继续增加SFR 100
用量, 氧指数变化不大。由此可见, SFR100与TBAB对ABS有协同阻燃作用。这可能是在阻燃ABS体系中加入SFR100后, 燃烧时有机硅树脂向ABS表面迁移、富集, 形成均质的绝热炭化隔离层, 提高了阻燃效果。国内外学者在研究有机硅树脂阻燃PE时, 也发现有机硅树脂在燃烧时形成均质炭化绝热隔离层, 起到阻燃作用。
由于ABS 结构中含有大量苯环, 碳含量较高;因此ABS 在燃烧时会冒出浓黑烟。加入TBAB后, 由于TBAB中也含有一定量的苯环, 阻燃ABS的冒烟更加严重。但在TBAB阻燃ABS中加入SFR100后, 燃烧时生烟量明显降低, 浓黑烟变为轻烟; 而且表面上形成的均质炭化层还抑制了熔滴现象的发生。
3.2.2不同SFR100 用量阻燃ABS的TGA分析
热重分析是评价高聚物阻燃材料燃烧特性最重要的方法之一。图2是不同SFR100用量阻燃ABS的TGA曲线。由图2可见, 添加SFR100和不含SFR100的阻燃ABS均存在三个热分解区。第一分解
区主要是助剂及部分TBAB的分解; 第二分解区是SFR100、TBAB 及ABS的分解; 第三分解区是炭化物的分解。对TGA曲线进行处理, 计算出TGA各分解区的外推起始温度T0、最大热失重速率温度Tp、外推终止温度Ts、各热分解区对应的温度范围△T (△T = T s?T0) 及其失重率Wr和500时的残余率W500, 结果见表1。
由表1可见, 在第一热分解区内, SFR100用量为0、2%和4%的曲线对应的T0、Tp、Ts、△T 及Wr差别不大; 这表明SFR100有较好的热稳定性, 在这个热分解区没有挥发或分解。在第二热分解区内, 与不加SFR100相比, 添加4%SFR100的T0和Tp分别增加了5.1℃和6.6℃, 而添加2%SFR100的T0和Tp差别不大; 这是因为只有加入一定量的SFR100,在这一热分解区内Si—O 发生了断裂, 吸收热量, 与ABS 分解产物结合形成炭化隔离层, 阻止了可燃气体的放出, 从而提高了ABS的阻燃性能。在第三热分解区内, 添加2%和4%SFR100的△T分别比不添加SFR100的增加了21.7℃和11.8℃。这是因为反应生成的炭化层较稳定, 要在较高的温度下才能分解。此
外, 加入SFR100 后, W500也有增加。由此可见, SFR100与TBAB 复配, 提高ABS的阻燃性能是SFR100的凝聚相与TBAB的气相阻燃机理共同作用的结果。
3.2.3 SFR100用量对阻燃ABS冲击强度的影响
SFR100用量对阻燃ABS冲击强度的影响见图3。由图3可看出, 随着SFR100用量的增加, 阻燃ABS的缺口冲击强度明显增加。当SFR100用量为4%时,阻燃ABS的冲击强度为15.1 kJ/ m2, 比不含SFR100.的11.2 kJ/ m2提高了35%。由此可见, 有机硅树脂可有效地弥补TBAB对ABS冲击性能的损害。
3.2.4SFR100用量对阻燃ABS电性能的影响
SFR100 用量对阻燃ABS 电性能的影响见表2。由表2可见, SFR100的用量对TBAB阻燃ABS的表面及体积电阻率的影响较小; 阻燃ABS的电气强度随着SFR100的用量增加而缓慢增加, 这是因为SFR100包裹在阻燃剂的表面, 使阻燃剂与ABS 的之间的空隙减少, 使发生局部放电击穿的几率减少, 从而提高了阻燃ABS 的电气强度。在阻燃ABS 中, 加入少量SFR100后, 介电常数与介电损耗因数均有所下降。当SFR100用量为2%时, 阻燃ABS的介电常数与介电损耗因数分别为26.5和0.012, 比不添加SFR100的2.77和0.017分别下降了4.3%与29.4% ; 但SFR100用量再增加时, 介电常数及介电损耗因数变化不大。这可能是有机硅树脂具有良好的电绝缘性能及低的介电常数及介电损耗因数, SFR100 的加入对极性基团及极性分子有屏蔽和稀释作用, 使总的偶极矩与极化率减少, 松弛时间下降, 从而使阻燃ABS的介电常数和介电损耗因数下降。
表2 SRF100用量对阻燃ABS电性能的影响
3.2.5 结论
(1) SFR100 与TBAB 对ABS 的阻燃有协同作用,在TBAB用量为14%的阻燃ABS中, 添加4%的SFR100, 氧指数从29.2% 提高到31.8%, 而且抑制了熔滴现象的发生。SFR100 可有效提高阻ABS 的分解温度和炭化率。
(2) SFR100可有效提高阻燃ABS的冲击强度, 当SFR100用量为4%时,冲击强度为15.1 kJ/m2, 比不含SFR100的提高了35%。SEM分析表明: SFR100主要以微小的液滴均匀分散在ABS基材中, 产生了蜂窝状结构, 有利于冲击强度的提高。
(3) SFR100可改善TBAB阻燃ABS的电性能, 使其电气强度增加, 但介电常数及介电损耗因数下降。[6]
3.3磷、硅阻燃协同效应的研究及应用
3.3.1磷硅阻燃剂协同效应
在阻燃剂的生产和应用中，人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时，也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。所谓复配，主要是利用阻燃剂之间的相互作用，以期提高阻燃效能，即通常所称的阻燃剂“协同效应”。具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好，阻燃性能增强，既
可阻燃又可抑烟，还具有一些特殊功能；其应用范围广，成本低，能提高经济效益，是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。
大多数含磷阻燃剂与含氮或卤素的化合物共同使用时，能大幅度提高阻燃效果。前人对磷/氮协同体系及磷/卤素协同体系的作用机理及应用都已作了不少综述。但对磷/硅的协同阻燃效应及应用却鲜有报道。有机硅系阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂，还是一种良好的分散剂，能增加材料间的相容性。它作为一类高分子阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。有机磷阻燃剂具有高热稳定性，耐析出性好，高效低毒，不挥发等特点。将两者结合起来，通过复配，可以获得阻燃效果更佳的复合型阻燃剂。[7]
3.3.2硅协同阻燃机理
磷硅协同阻燃机理为：当磷硅阻燃剂使用时，在高温下，磷会催化促成炭的形成，而硅则增加这些炭层的热稳定性，从而发挥磷硅协同阻燃效果，并且，用硅氧烷代替硅烷时，磷硅的阻燃协同作用得到进一步加强，因为硅氧烷降解形成的层状二氧化硅阻止了炭层的氧化，从而提高了炭层的稳定性。
3.3.3磷/硅协同阻燃体系的运用
磷硅协同阻燃体系包括两个方面的内容，一方面是将磷系阻燃剂与硅系阻燃剂进行复配，通过阻燃剂之间的相互作用，产生协同阻燃效果，另一方面是将磷硅两种元素引入同一分子结构中，通过元素之间的相互作用，产生协同阻燃效果。
第1期18纤维复合材料No.1 2012年3月FIBER COMPOSITES Mar．，2012 阻燃剂的研究发展现状 陈浩然，李晓丹 （哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨150036） 摘要本文分别介绍了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂和氮系阻燃剂，从机理上分析各类阻燃剂的阻燃效果、应用效果，并指出无卤高效环保型阻燃剂的研究是今后发展方向。 关键词阻燃剂；阻燃机理；卤系阻燃剂；磷系阻燃剂；硅系阻燃剂；氮系阻燃剂；无卤环保型阻燃剂 The Recent Progress of Flame－retardants CHEN Haoran，LI Xiaodan （Harbin FRP Institute，Harbin150036） ABSTRACT This paper introduces halogen flame－retardants，phosphorous flame－retardants，siliceous flame－retardants and nitrogenous flame－retardants．Retardant effect and application effect are analyzed from retardant mechanism．It is considered that the research of halogen－free，high efficient，environmental flame－retardants will be the development trend of the flame－retardants． KEYWORDS flame－retardant；retardant mechanism；halogen flame－retardants；phosphorous flame－retardants；sili-ceous flame－retardants；nitrogenous flame－retardants；halogen－free environmental flame－retardants 1引言 由于有机聚合物材料具有独特的物理、化学性质和良好的加工性能，近几十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到蓬勃发展，获得了显著的经济效益和社会效益。但是大多数聚合物材料属于易燃、可燃材料，在燃烧时具有燃烧速度快、发热量高、产烟量大以及释放毒性气体等特点。统计表明，在火灾中造成人员伤亡的主要原因不是火，而是在燃烧中放出的这些烟雾和毒气，严重危害了人们生命和财产的安全。从而可看出，聚合物材料抑烟和阻燃的研究是同等重要的。为此如何提高合成高聚物及天然高聚物材料的阻燃性和抑制硝烟生成已成为一个急需解决的问题，具有重要的社会和经济意义［1］。 2阻燃机理分析 在研究阻燃机理之前，要先了解高聚物受热后发生热分解并燃烧的过程［2］。高聚物受热后，温度逐渐升高，一些热稳定性最差的键先开始断裂，当材料达到热分解温度时，高聚物中大多数键发生断裂，高聚物本身开始分解。高聚物最终生成的产物可能有以下几种：可燃性气体（甲烷、乙烷、乙烯等）、不燃气体或低燃烧值气体（N2、SO2、卤化氢等）、液体（熔融聚合物、预聚体及焦油）、固体（炭化物）、烟。热裂解后的可燃性产物与氧气接触发生燃烧，燃烧是按自由基链式反应进行的，包括以下四步： 链引发：RH→R·+H· 链增长：R·+O2→ROO· ROO·+RH→ROOH+R·链的支化：ROOH→RO·+OH· 2ROOH→ROO·+RO·+H 2 O 链的终止：2R·→R—R R·+OH·→ROH 2RO·→ROOR 2ROO·→ROOR+O 2 从聚合物燃烧的过程可以看出，燃烧中释放的能量会加剧这一过程。 因此，材料的阻燃可以通过以下的途径来实现，一是抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基，隔绝氧气；二是在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体，如接枝和交联改性或催化成炭；三是减缓生热和传热，如冷却阻燃。
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： 1,4-(ArO)2P(O)OCH2C6H4CH2OP(O)(ArO)2 式中Ar=（未）取代的芳基。 当在高抗冲聚苯乙烯中加入5.6份该化合物时极限氧指数（LOI）从18变为20.5。相近结构的
阻燃剂的研究进展 摘要：本文主要介绍阻燃剂的分类，阐述各类阻燃剂的阻燃原理及优缺点，目前阻燃剂的市场情况及阻燃剂在国内外的研究进展。 关键词：阻燃剂阻燃机理市场研究进展 一、引言 据公安局消防局统计，2011年，全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元，由此可以看出火灾引起的损失非常巨大，因此，阻燃剂是有机材料的重点研究方向。粗略估计，全球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。由此可以看出，阻燃剂大部分应用于塑料行业。 二、阻燃剂的介绍 2.1 无机阻燃剂 无机金属氢氧化物阻燃剂：主要有氢氧化铝和氢氧化镁两类。目前为了进一步提高氢氧化铝的阻燃性能，对其进行了一些处理，如表面活性化、超细化、大分子键合处理以及复合化等。其反应机理如下：该反应是吸热反应，使体系的温度下降，水在此温度下变成水蒸气，又可冷却和稀释受热分解产生的可燃性气体和氧化剂，而氧化铝的残渣又是优良的导热体，可增加燃烧区热量的排出。经过表面改性处理的氢氧化铝和氢氧化镁，其阻燃性能和被阻燃基材的抗拉强度、伸长率等与处理前相比有大幅提高。 无机磷系：包括聚磷酸铵、磷酸、红磷等，其阻燃机理既有气相机理，又有凝聚相机理，但以凝聚相机理为主。在燃烧时发生以下变化：磷化合物-磷酸-偏磷酸-聚偏磷酸，聚偏磷酸玻璃体不仅覆盖于燃烧体表面，形成保护膜，能隔绝氧气、起阻燃作用。 膨胀型石墨阻燃剂：膨胀型石墨（EG）是一种近期发展起来的无卤无机膨胀型阻燃剂，其作用机理为：EG膨胀时吸收大量的环境热量，一方面通过膨胀窒息、覆盖形成隔离膜中断链反应，达到热量缓释的效果；另一方面本身不燃，并能够吸收环境热量，EG是多种阻燃机理集于一身的优良的阻燃剂。 其它一些无机阻燃剂或消烟剂：硼类阻燃剂是近年来发展较快的一类多功能阻燃剂。主要有五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸铵、偏硼酸钡和硼酸锌等；锑系阻燃剂是一种重要的阻燃增效剂。可单独使用亦可复合使用，尤其是与卤系阻燃剂并用时可大大提高卤系阻燃剂的效能，是卤系阻燃剂中不可缺少的协同剂；钼类化合物是人们发现最好的抑烟剂，使钼类化合物的开发与应用成为目前阻燃剂领域的新热点。
1.阻燃剂 1.1 我国阻燃剂需求介绍 我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续、快速发展，迎来了一个大发展的机遇，同时，也面临严峻的挑战。我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，年均消费增长率超过20％。从2002 年开始，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于电子电器、汽车市场两个方面。 阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全，在这种背景下，一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品，同时也将促进新阻燃材料的问世。这些新的阻燃材料将具有低放热率、低生烟性和低毒性，而且阻燃效率不会降低。由于人们对使用溴系阻燃剂十分审慎，给其发展前景蒙上了一层阴影。但由于溴系阻燃剂在阻燃领域的历史地位，而且在很多应用领域还很难找到合适的代用品，所以溴系阻燃剂在欧洲等国仍然是无可替代的选择。但寻找溴系阻燃剂（特别是十溴二苯醚）的代用品，以逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化将是明显的发展趋势之一。今后全球溴系阻燃剂消费量增速缓慢，而代用品将会继续增多。 预计未来5 年内，我国阻燃剂消费量年均增长率可达到15％。 目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上均与发达国家存在较大差距。随着国家对阻燃技术要求力度的加强，我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景。我们应该提高开发创新能力，推动阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。
1.2 常用的阻燃剂 1.2.1 卤系阻燃剂卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂。含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香一脂肪族的溴化合物，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚等， 这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A 使用量较大。含氯阻燃剂主要是氯化石蜡。 溴系阻燃剂的优点在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，根据阻燃机理能显著降低燃气中溴化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好。即使在苛刻的条件下也无析出现象。它们的分解度大多在200?300C 左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小、效果好等优点。 1.2.2 硅系阻燃剂硅系列阻燃剂国内生产品种和生产量都很小。使用较多的硅酮聚合物是一种透明、粘稠的聚硅氧烷聚合物，它可通过类似于互穿聚合物网络（IPN）部分交联机理而结合人基材聚合物结构中，这可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面， 且与聚烯烃等高聚物相容。 作为阻燃剂的硅酮聚合物，通常与一种或多种协同剂并用。这些协同剂有H A族有机金属盐（如硬脂酸镁）、聚磷酸铵（PPA）与季戊四醇的混合物、氢氧化铝（ATH）等。它们既能与基材聚合，又能与的互渗性，而且能促进炭层的生成，进而阻止烟的形成和火焰的发展。对于加有填料和未加填料的聚烯烃，由于燃烧时硅酮聚合物能与它们形成炭层，所以既能提高其氧指数，又能降低火焰传播速度。硅铜聚合物不论是用做添加剂或者是
阻燃剂的应用与研究进展 白景瑞 ( 北京理工大学化工与材料学院 北京 100081 ) 滕 进 ( 航天材料及工艺研究所 北京 100076 ) 文 摘 阐述了阻燃材料与阻燃剂得以推广应用并迅速发展的主要原因;分析了应用于阻燃材料中的卤系、有机磷系、磷—氮系(又称膨胀型)或有机硅系等不同类型阻燃剂的阻燃特性及其适用范围;重点探讨了膨胀型阻燃剂的阻燃机理和阻燃特性,并介绍了相关产品的发展动向。为克服卤系阻燃剂的不足和提高环保效果,无卤、高效、低烟、低毒新型阻燃剂合成及其阻燃技术的研究是当今高分子阻燃材料的发展方向,特别是膨胀型阻燃剂和有机硅系阻燃剂的开发与应用将成为21世纪阻燃剂最活跃的研究领域之一。 关键词 阻燃材料,阻燃剂,膨胀型,阻燃机理 Usage and Development of Flame Retardant Bai Jingrui ( Beijing Institute of T echnology Beijing 100081 ) T eng Jin ( Aerospace Research Institute of Materials and Processing T echnology Beijing 100076 ) Abstract Main reas ons why flame retardant materials and flame retardants are widely used and rapidly developed are reviewed.The flame retarding characteristics and applicable area are analyzed for the flame retardant materials,such as halogen systems,organic phosphorus systems,phosphorus2nitrogen systems(intumescent flame retardants)and organic silicate systems.Particular attention is focused on retarding mechanism and retarding characteristics of the intumescent flame retardants and their development.T o overcome drawbacks of the halogen flame retardant systems and im prove their environment effects,s ome new non2halogen,low sm oke,low toxic,and high efficient flame retardants and flame retarding technique are being developed,and it is considered that the research and development of intumescent flame retardants and organic silicate retardant systems will be one of the hottest research field in the21st century. K ey w ords Flame retardant materials,Flame retardants,Intumescent,Flame retarding mechanism 1 引言 20世纪50年代后,随着高分子材料工业的发展,三大合成材料愈来愈广泛地应用于生产和生活的各个邻域。与此同时,由于这些有机聚合物的可燃性而引起的火灾也给人们酿成了惨重的人员伤亡和造成了巨大的经济损失,所以自60年代起,一些工业发达国家即开始生产和应用阻燃塑料、阻燃橡胶和阻燃纺织品。随着电器、电子、机械、汽车、船舶、航空、航天和化工的发展,对产品材质的阻燃要求也愈来愈高,使阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及 收稿日期:2000-09-14;修回日期:2000-12-06 白景瑞,1942年出生,副教授,主要从事功能材料及其中间体的制备工艺研究工作
摘要硅橡胶材料是一种优良的绝缘橡胶材料，具有耐臭氧、耐高温等特点。但这种材料的最大缺点是具有易燃性，需要有良好性能的阻燃剂来克服这一缺点。本文分析了阻燃硅橡胶的制备与性能，探讨了几种常用阻燃剂对硅橡胶的阻燃影响，以提升这种材料的阻燃性能，扩大其适用范围。 关键词硅橡胶材料；阻燃剂；制备；性能分析 中图分类号 tq33 文献标识码 a 文章编号 1674-6708（2016）170-0121-01 目前，对硅橡胶有良好阻燃作用的阻燃剂有许多，例如卤系阻燃剂中的氯化石蜡和磷系阻燃剂中的红磷及磷酸酯等。但其燃烧时会产生有害气体，污染空气和环境。因此，近年来，研究人员不断探索能够替换这些阻燃剂的新型阻燃剂，使硅橡胶材料既能够有较好的阻燃性能，又能够起到保护环境的作用。下文分析了阻燃硅橡胶材料的制备及性能，对几种阻燃剂的性能做了比较，以不断提高阻燃硅橡胶材料的制备。 1 阻燃硅橡胶材料的制备及性能分析 1.1 阻燃硅橡胶材料的制备 阻燃硅橡胶材料的制备需要一些必要的材料和化学制剂，分别是白炭黑、催化剂、阻燃剂、交联剂、电子分析天平、数显鼓风干燥箱、循环水式真空泵以及机械秒表等。其阻燃硅橡胶材料的制备过程如图1所示。 首先将白炭黑分批倒入至硅橡胶材料中，并搅拌均匀。分批加入过程中，每次加入时需停顿30min，使白炭黑能充分分散。由于白炭黑具有较强的黏稠度，每次加入时的量应尽可能地少。其次，a组分的制备需要分别将交联剂和白炭黑加入硅橡胶中，搅拌均匀。b组分的制备是将催化剂滴入到阻燃剂粉体中，搅拌均匀备用。最后将a、b两个组分合在一起强力搅拌分散均匀，放入锥形瓶中，并利用真空泵抽真空。去除硅橡胶材料上的气泡以后，将其涂抹在事先准备好的玻璃片上，并在150℃的温度下进行烘干，用刀片刮下玻璃片上的固体硅橡胶材料放入样品袋。 1.2 硅橡胶材料的阻燃性能分析 性能分析包括3个部分：阻燃性能测试、撕裂强度测试以及拉伸长度测试。阻燃性能测试是用镊子将样品夹住放置酒精灯上直接接触火焰7s，然后移开，观察样品并记录燃烧时间。撕裂强度测试是用500g砝码直接压在对折样品的上方，待一段时间后取下，观察样品的裂痕状况，其裂痕长度共分为5级。拉伸长度测试是将样品的一段先固定住，然后用镊子夹住另一端，利用橡皮筋每次拉伸样品2mm，用游标卡尺记录橡皮筋的拉伸长度，利用橡皮筋的拉伸长度间接计算出样品的拉伸长度。样品的拉伸长度共分为10级。 下文详细分析几种阻燃剂对硅橡胶材料的阻燃性能影响，探索出能发挥最大效用的阻燃剂用量，以此为基础探讨具有高效阻燃性能的硅橡胶材料的制备。 2 几种阻燃剂的阻燃性能分析 2.1 氢氧化铝/氧化铁阻燃剂 这种阻燃剂通过改变氢氧化铝和氧化铁的用量，测试硅橡胶材料的阻燃性能，并据此计算出能发挥这种阻燃剂最大阻燃效用的用量。随着氢氧化铝和氧化铁制剂用量的加大，硅橡胶材料的拉伸强度不断增加。在阻燃剂为8.75g时，其拉伸强度为6级；若用量低于6.25g，则这种氢氧化铝/氧化铁阻燃剂的阻燃性能不够显著；在阻燃剂大于6.25g时，硅橡胶材料的阻燃性能明显提高。在阻燃剂用量达到8.75g时，其阻燃性能显著下降至三级，撕裂强度也下降为二级。 在阻燃硅橡胶的制备中，白炭黑和催化剂的用量也会影响硅橡胶材料的阻燃效果。在白炭黑用量增加时，由于白炭黑的颗粒在硅橡胶中很容易聚集为大颗粒，导致其结构发生改变，阻碍其与硅橡胶材料的交互作用，降低硫化效果，使材料的搅拌流动性能变差，增加其固化
第６期收稿日期：２００８－０２－０３ 基金项目：国家科技攻关计划项目（２００４ＢＡ３２０Ｂ）资助第一作者简介：段宝荣（１９７７－），男，硕士，助教，主要从事材料助剂研究。 皮革阻燃技术研究进展 段宝荣１，王全杰１，２，马先宝１，何波１，魏鹏勃３ （１．烟台大学化学生物理工学院皮革与蛋白质实验室，山东烟台２６４００５；２．国家制革技术研究推广中心， 山东烟台２６４００３；３．广州三骏佳纺织合成材料厂有限公司，广东广州５１０４４５） 摘要：阐述了皮革的阻燃性机理，介绍了国内外皮革阻燃的发展史及现状，阐明了皮革阻燃剂应具备的条件，并列举皮革阻燃性能的检验方法，提出解决皮革阻燃性能的研究途径及发展趋势。关键词：皮革；阻燃；趋势；中图分类号：ＴＳ５１３；ＴＳ５２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－１６０２（２００８）０６－０００９－０５ ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＬｅａｔｈｅｒＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔ ＤＵＡＮＢａｏ－ｒｏｎｇ１，ＷＡＮＧＱｕａｎ－ｊｉｅ１，２，ＭＡＸｉａｎ－ｂａｏ１，ＨＥＢｏ１，ＷＥＩＰｅｎｇ－ｂｏ３ （１．ＬｅａｔｈｅｒａｎｄＰｒｏｔｅｉｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ，ＹａｎｔａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｔａｔｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｒｏｍｏｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＬｅａｔｈｅｒ－ｍａｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ＳａｎｉｕｎｊｉａＷｅａｖｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌＭａｎｕｆａｃｔｏｒｙＣｏ．ＬＴＤ，Ｇｕａｎｚｈｏｕ５１０４４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｌｅａｔｈｅｒｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｗａｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｌｅａｔｈｅｒｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｉｎａｂｒｏａｄａｎｄｈｏｍｅｗｅｒｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｅａｔｈｅｒｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｗｅｒｅｓｈｏｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｔｈｏｄｏｆｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｅｎｕｍｅｒａｔｅｄ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｏｕｔｅａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓｏｆｌｅａｔｈｅｒｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｅａｔｈｅｒ；ｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ；ｔｅｎｄｅｎｃｙ １引言 近年来，国内外火灾的发生越来越频繁，火灾造成的人员伤亡和财产损失也越来越严重［１］。随着人民生活水平的提高，人们对安全防火也越来越重视。为了避免火灾的发生，降低火灾的可能损失，各种阻燃材料得到了广泛的应用。皮革制品以其卓越的透气 性、透水汽性、绝热、耐陈化、耐汗、耐磨及防穿刺等综合性能，被广泛的应用于森林防火装备的制造、高层建筑的内装潢以及飞机、汽车内装饰和办公家具的制造等领域。针对皮革的易燃，且燃烧会释放出有毒气体和烟雾的缺点，国外汽车公司纷纷提出苛刻的内饰革阻燃指标［２］，于是阻燃皮革技术上升为国内外业内人士关注的焦点之一。而目前，我国对于皮革阻燃技术以及阻燃材料的研究开发很少，特别是具有高效、无毒、无腐蚀、耐久性好、多功能化的阻燃材料，几乎还是空白。 ２阻燃的机理 ３０卷第６期２００８ 年６月西部皮革 ＷＥＳＴＬＥＡＨＴＥＲ Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．４ Ｊｕｎ．２００８
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： a.磷酸盐( 酯) 类如聚磷酸铵( APP ) 、季戊四醇三聚氰胺磷酸酯( 也是优良的大分子 膨胀型阻燃剂) 等。 b.聚磷酰胺类如APO ( 商品名) 。 c.磷腈聚合物如PR- 1000 、PNF 等。[2] 聚磷酸铵(APP)-阻燃剂 3.2多功能阻燃剂 多功能化是阻燃剂的发展趋势之一。多功能化阻燃剂可以减少助剂的用量, 降低成本, 避免对聚合物物性产生大的影响。磷酸酯类化合物大都具有阻燃、增塑等功能。1 - 氧代- 4 - 羟甲基- 2 , 6 , 7 - 三氧杂- 1 - 磷杂双环[ 2, 2 , 2 ] 辛烷引进叠氮基团便成为对体系有能 量贡献, 又有增塑和键合等性能的多功能添加剂。 如：溴代芳基磷酸酯很早就被作为阻燃剂使用, 一般用于工程塑料及透明材料, 经研究发现:BPP ( 即溴代芳基磷酸酯之一) 不仅可以作工程塑料的阻燃剂, 而且还具有极佳的防霉、避鼠的功能, 是应用于塑料的一种多功能助剂。三芳基磷酸酯属于添加型有机无毒阻燃剂, 具有阻燃和增塑的双重功能, 可广泛应用于PVC 软制品中。[3] 3.3红磷 红磷添加量少, 阻燃效果好, 对材料物性影响小, 是一种很有发展前途的阻燃剂, 但也
硅胶 碳酸钾阻燃剂阻燃性能 及阻燃机理的研究 田丽 张宏 (中国人民武装警察部队学院 廊坊 065000) 摘 要 硅胶 碳酸钾阻燃剂是一种新型的阻燃剂。它通过形成膨胀型炭化层,在凝聚相起阻燃作用。该阻燃剂能够明显降低聚丙烯、纤维素、聚乙烯、尼龙6,6、PS等高聚物的燃烧性能,且不会增大这些高聚物一氧化碳及烟气的生成量。另外,本文通过实验提出几种可能的阻燃机理,并对此进行了分析。通过分析表明,炭层迅速增加的原因可能是化学催化或物理作用,较为合理的解释是硅胶分子的气孔效应。 关键词 硅胶 碳酸钾 阻燃性能 阻燃机理 气孔效应 锥形量热仪 1 引言 近年来,塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品的发展非常快,它们正在迅速代替传统的钢材、无钢金属以及天然聚合物(如木材、天然橡胶等),广泛应用于工业、农业、军工等产业部门,已为人们日常生活所必需。可是,目前生产的高聚物材料大多数属易燃或可燃性材料;且燃烧时,热释放速率大,热值高,火焰传播速度快,同时还会产生浓烟和有毒气体,对人们的生命安全造成极大威胁。因此,如何提高合成高聚物材料的抗燃性已成为一个急需解决的问题。 为了提高合成材料的抗燃性,人们提出了各种各样的方法,其中常用的方法有以下几种:(1)提高其点火能;(2)减小火焰传播速度;(3)减小释热速率;(4)减小毒性物质及烟气的生成。热稳定性好的聚合物虽能满足以上要求,但价格一般比较昂贵,且物理性能和加工性能不如热稳定性差的聚合物(如大部分商品聚合物PE、PS、PP、PVC等)。对于热稳定性较差的高聚物一般采用添加阻燃剂的方法减小其火灾危险性,但这种添加剂必须对材料的物理性质、加工性质以及价格的影响较小才能满足要求。卤系阻燃剂具有效力强、对材料相容性好、机械性能影响小,已成为当今阻燃剂市场的主流产品,但其燃烧产生的烟雾中含有氢卤酸,导致了单纯由火灾所不能引起的对电路系统和其它金属物品的腐蚀;同时卤化氢对人的呼吸系统及其它器官刺激性强,危害严重。在封闭条件下,如煤矿、高层建筑、学校、医院、火车、飞机、轮船等场所强烈要求使用无烟、无毒或低烟、低毒的阻燃材料。另外人们普遍认为某些卤系阻燃剂的燃烧和再循环对环境会造成负面影响,因此国外阻燃技术新动向之一是开发无卤化和低发烟量的阻燃剂。其中,通过促进膨胀型炭化层的形成,在凝聚相起作用的阻燃方式在现阶段占有不可忽视的地位。 膨胀型炭化层的形成降低高聚物可燃性的机理体现在以下几个方面: 1)炭化层的生成,固化了部分碳和氢元素,减少了可燃挥发分的生成量; 2)炭化层具有较低的热传导性能,可看作是内部基材的绝热保护层; 3)炭化层的形成同时阻挡了热分解产物与外界的物质交换,以及外部空气向反应区的扩散。 炭化层的物理结构对以上这些作用的影响很大,厚且多泡的炭层结构的阻燃效果明显优于脆且薄的炭层结构;炭层的生成温度必须高于聚合物的生成温度,且低于聚合物的热分解温度,这样才能起到阻燃效果;另外,炭化层在燃烧过程中形成的越早,阻燃效果越好。 目前,国内、外一些阻燃研究所正努力研究聚合物在燃烧过程中的成炭机理、成炭方法,以促进成炭,从而使添加剂能更好的发挥阻燃作用。我们对含硅聚合物的研究表明,这些含硅的聚合物无论单独作用、与聚合物混合使用,还是作为共聚体,都是很有发展前途的阻燃剂。 2 实验部分 研究中所使用的聚合物和添加剂为硅胶(Fisher scientific公司,28-200目);碳酸钾(马林克罗特公司,粒状);聚丙烯PP(Scientific公司的聚合物产品,重均分子量=240000g mol);聚苯乙烯PS(Scien tific公司的聚合物产品,重均分子量=45000g mol);苯乙烯 丙烯腈SAN(GE聚合物);聚甲基异丁烯酸,PMMA(Du Pont,El vacite);聚乙烯醇PVA(Scientific公司的聚合物产品,数均分子量=86000g mol,重均分子量=178000g mol,经NaOH水溶液处理后99 7%为水合物);尼龙6,6(Rhone Poulenc)和 纤维素(Sigma Chemical公司,纤维含量99 5%)。将添加剂和聚合物同时放于研钵中研碎(一般添加剂的重量百分组成不超过10%)。将粉状试样(40g-50g)利用热压机压缩[在22MPa(10吨)的压力,
研究生课程论文(2015—2016学年第1学期) 有机硅阻燃剂的研究进展 研究生：谢鑫
有机硅阻燃剂的研究进展 谢鑫 摘要：由于塑料、合成纤维等高分子材料的大量应用，这类材料的可燃性和易燃性使人类面临生命财产安全，这就促使阻燃剂成为安全防火科研的重点之一，我们通过介绍聚合物的燃烧、各种类型的阻燃剂以及其阻燃机理，有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等;这使得它将成为未来阻燃剂发展的新方向。本文综述了有机硅阻燃剂近年来国内外的研究状况和发展趋势。 关键词：燃烧；阻燃剂；有机硅 1.前言 1.1有机硅 有机硅，即有机硅化物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，有机硅是化工新材料产业的重要组成部分，具有许多其它化工材料无可替代的作用，是名副其实的“工业维生素”和“科技催化剂”。有机硅产品的基本结构是由Si-O链节构成的，侧链则通过硅原子与其他有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有“有机基团”又含有“无机结构”，这样使得其与其他高分子材料相比，具有更突出的性能。由于Si-O键的键能很大使得有机硅具有优良的热稳定性，难燃性，而且能改善基材的加工性能、耐热性能[1~2]。这样将有机硅聚合物作为阻燃剂成为了一种非常有意义的课题。 1.2聚合物的燃烧及阻燃 聚合物的燃烧是一个比较复杂的物理化学过程，燃烧的条件是:可燃物、氧气和着火点，缺一不可，也就是说，当易燃的聚合物暴露在空气中或含有氧气的环境中时，与火源接触后受热，达到它的着火点就会燃烧。聚合物在燃烧时热氧化降解产生自由基，并释放出热量，部分可燃性气体。随之可燃性气体接触空气中的氧发生燃烧，产生大量的热传至聚合物材料表面，会加快聚合物的降解过程，促使燃烧过程变得剧烈，产生对环境和人体具有极大危害的火焰[3]。 阻燃是使基材具有防止、减慢或终止燃烧的一种性能。可以通过以下几种方
耐高温无卤阻燃硅橡胶的研究 张旭文,姜宏伟3 (华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640) 摘要:以N ,N 21,22二乙基2双(1,3,52三嗪22,4,62三胺)(ET T )为阻燃剂、硼酸锌和氧化锌为阻燃协效剂,制备耐高温无卤阻燃甲基乙烯基硅橡胶(MVQ )材料,并研究其阻燃性能、物理性能和耐热空气老化性能。结果表明,当阻燃剂ET T 用量为56份、硼酸锌用量为3份、氧化锌用量为1份时,MVQ 垂直燃烧级别达到FV 20,氧指数为38,综合物理性能和耐热空气老化性能均较好。 关键词:甲基乙烯基硅橡胶;阻燃剂;阻燃性能;耐热空气老化性能 中图分类号:TQ330.38+7;TQ333.93 文献标识码:A 文章编号:10002890X (2010)0520286205 作者简介:张旭文(19842),男,湖北襄樊人,华南理工大学在读硕士研究生,主要从事阻燃剂的合成与应用研究。 3通讯联系人 硅橡胶具有耐高低温、耐老化、电绝缘性能好等特点,在国民经济的许多领域得到广泛应用[1]。但硅橡胶本身易燃,限制了其在交通工具、家用电器、电子电气和航空航天器等领域的应用,因此开发高阻燃性硅橡胶已成为必然趋势。 在硅橡胶阻燃方面,通过加入阻燃剂制备阻燃硅橡胶制品具有工艺简单和加工方便等优点。硅橡胶本身具有良好的耐热性能,实用耐热温度为250℃甚至更高[224],因此要求所添加的阻燃剂具有较好的热稳定性,不影响硅橡胶高温下长期使用。由于环保法规对卤素阻燃剂的限制,无卤阻燃硅橡胶近年来受到广泛关注,并已取得了一定进展。通常用于硅橡胶的无卤阻燃剂主要是氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺和含铂化合物等。氢氧化铝无机阻燃剂具有良好的阻燃和环保性能,但其热稳定性较差,通常在200℃开始受热分解脱去结晶水[5]。氢氧化镁虽然具有较好的热稳定性,但对硅橡胶的阻燃效果较差,需要较大用量才能达到阻燃要求,对硅橡胶的加工性能和物理性能损害较大[6,7]。含铂化合物阻燃剂不但价格昂贵,而且由于其用量较小、易受污染导致阻燃性能不稳定,同时也会降低硅橡胶的耐热性能。三聚氰胺对硅橡胶具有较好的阻燃作用,但其在250℃开始出现升华,影响阻燃硅橡胶的耐热性 能[8]。N ,N 21,22二乙基2双(1,3,52三嗪22,4,62三 胺)(ET T )是三嗪类无卤阻燃剂,具有良好的热稳定性(起始分解温度高于320℃ ),在硅橡胶中的分散性较好,可以避免像氢氧化铝和三聚氰胺那样在高温下分解或升华,同时也不会出现像氢氧化镁那样引起胶料物理性能大幅降低。 本工作以阻燃剂ET T 为阻燃剂、硼酸锌和氧化锌为阻燃协效剂制备无卤阻燃硅橡胶,以期得到阻燃性能、物理性能和耐高温性能良好的硅橡胶材料。1 实验1.1 原材料 甲基乙烯基硅橡胶(MVQ ),牌号11022,平均相对分子质量为530000,莱州市鑫泰化工有限公司产品;沉淀法白炭黑,牌号WL 2180,广州市黄埔天泰化轻有限公司产品;一水硼酸锌,天津市新欣化工厂产品;氧化锌,牌号BA01205,上海京华化工厂有限公司产品;硫化剂双25,牌号MC 2101,东莞市迈腾橡塑材料有限公司产品;羟基硅 油,羟基摩尔分数为0.04,广东标美硅氟精细化工研究所有限公司产品;阻燃剂ET T ,根据文献[9]方法制备。1.2 主要设备与仪器 QLB 2350×350×2型25t 平板硫化机,上海 第一橡胶机械厂产品;ZH Y 2W 型万能制样机,河北承德试验机厂产品;CZF 22型垂直燃烧仪和
1.阻燃剂 1.1我国阻燃剂需求介绍 我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续、快速发展，迎来了一个大发展的机遇，同时，也面临严峻的挑战。我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，年均消费增长率超过20％。从2002年开始，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于电子电器、汽车市场两个方面。 阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全，在这种背景下，一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品，同时也将促进新阻燃材料的问世。这些新的阻燃材料将具有低放热率、低生烟性和低毒性，而且阻燃效率不会降低。由于人们对使用溴系阻燃剂十分审慎，给其发展前景蒙上了一层阴影。但由于溴系阻燃剂在阻燃领域的历史地位，而且在很多应用领域还很难找到合适的代用品，所以溴系阻燃剂在欧洲等国仍然是无可替代的选择。但寻找溴系阻燃剂(特别是十溴二苯醚)的代用品，以逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化将是明显的发展趋势之一。今后全球溴系阻燃剂消费量增速缓慢，而代用品将会继续增多。 预计未来5年内，我国阻燃剂消费量年均增长率可达到15％。
目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上均与发达国家存在较大差距。随着国家对阻燃技术要求力度的加强，我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景。我们应该提高开发创新能力，推动阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。 1.2常用的阻燃剂 1.2.1卤系阻燃剂 卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂。含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香一脂肪族的溴化合物，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚等，这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A使用量较大。含氯阻燃剂主要是氯化石蜡。 溴系阻燃剂的优点在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，根据阻燃机理能显著降低燃气中溴化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好。即使在苛刻的条件下也无析出现象。它们的分解度大多在 200～300℃左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小、效果好等优点。 1.2.2硅系阻燃剂 硅系列阻燃剂国内生产品种和生产量都很小。使用较多的硅酮聚合物是一种透明、粘稠的聚硅氧烷聚合物，它可通过类似于互穿聚合物网络(IPN)部分交联机理而结合人基材聚合物结构中，这可大大限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面，
阻燃剂产品目录 聚氨酯阻燃剂 产品特点：FR-PU 环保阻燃剂. 专用于软硬聚氨酯泡沫, 聚氯乙烯, 聚苯乙烯, 醋酸纤维素,乙基纤维素树和酚醛塑料,聚醋酸乙烯酯,及枪式泡沫填缝剂的阻燃产品的生产 .做成的阻燃材料具有优良热导及阻燃高效性。 参考添加量：8-15%份在低温时具有低粘性.通常还与三氧二锑或者硼酸锌配合使用,以提高阻燃效率及起到消烟作用，使得产品更符合环保要求。 丙烯酸阻燃剂 丙烯酸树脂阻燃剂FR-BOX是一种无卤高效环保阻燃剂，主要用于油性丙烯酸树脂及相关乳液制品的无卤阻燃剂。只需.添加6-15%的阻燃剂就可达到较高等级阻燃性，符合欧盟环保指令要求的阻燃剂。 环氧树脂阻燃剂 FR-EPP主要用作添加型阻燃剂，广泛用于酚醛树脂、环氧树脂、PA、PU。 FR-EPP 作为环氧树脂的阻燃剂，可将氧指数由24～28提高到36以上，且特别适用于阻燃电器元件和部件的环氧灌封处理。 不饱和树脂阻燃剂 FR-UPR广泛应用于不饱和聚酯树脂中（工艺品，玻璃钢格栅，陶瓷制品等），具有良好的相容性、并可降低树脂粘度，使得添加其它填料掺混时更加均匀，添加10-20%的阻燃剂工艺制品可取得优良的阻燃性。 玻璃钢阻燃剂 本品专业用于玻璃钢树脂中，和树脂相容性甚佳，FR-UPR-B还可降低树脂粘度，使得添加其它填料掺混时更加均匀，如加入氢氧化铝还可以降低材料燃烧时的生烟量，添加10-20份FR-UPR-B的玻璃钢制品可取得优良的阻燃性。由于本产品无色透明，又可制成阻燃透明玻璃钢制品。本产品不含卤素，符合ROSH标准，大可放心使用。 硅橡胶阻燃剂 硅橡胶阻燃剂FR-PNP外观为白色粉末，具有易添加，耐温高，比重轻，阻燃效率高；而且不会影响硅胶的物性，不粘辊，不含卤素，不腐蚀设备及摸具，符合欧盟环保要求。硅橡胶阻燃剂阻燃的硅橡胶、橡胶可用于各种场合，能满足硅橡胶、橡胶硫化的各种加工要求。 油墨阻燃剂 FR-TM为无卤环保型阻燃剂，高温下产品非常稳定。广泛应用于醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯液、聚氨酯油墨等。可制成阻燃型涂料，其涂膜密着性和平滑性均优，且无着色污染,添加到油墨中,可制成环保型阻燃油墨。本品不含卤素、重金属、无腐蚀作用、产品符合欧盟环保标准。 涂料阻燃剂
塑料配方技术与助剂导论课程论文新型环保阻燃剂的研究进展 专业：高分子材料与工程 学生姓名：晋柯 班级：2012级1班 学号：1260240114 完成时间：2014年4月13日
摘要 本篇论文介绍了金属氢氧化物、溴系、有机磷系阻燃剂等新型环保阻燃剂的研究状况．指出烷基次膦酸盐是应电子电器工业需要而产生的、具有发展前景的阻燃剂。 关键词：阻燃剂；阻燃机理；烷基次磷酸盐
目录 1 概览···························· - 1 - 1.1概述·························· - 1 - 1.2类型·························· - 1 - 2 环保型阻燃剂研究进展···················· - 2 - 2.1阻燃剂污染情况····················· - 2 - 2.2环保阻燃剂分类····················· - 3 - 2.2.1无机类阻燃剂··················· - 3 - 2.2.2有机阻燃剂···················· - 5 - 3 展望···························· - 7 - 参考文献··························· - 8 - 致谢···························· - 9 -
1 概览 1.1概述 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。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。 阻燃剂目前主要有有机和无机，卤素和非卤。有机是以溴系、磷氮系、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。 2007年全球阻燃剂总消费量约为170万吨，2008年约195万吨，2010年达到230万吨，到2014年有望达到262万吨，2010-2014年将保持约3.5%的年均增速。 1.2类型 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《中国阻燃剂行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》分析，不同的划分标准可将阻燃剂分为以下4类：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂。