七、硅系阻燃剂的特点(PPT课件)

PVC专用硅系阻燃剂
HX-001 的应用与推广
主要成分：硅酸盐
性状：本产品为白色粉末，白度>98%、平均粒径1.1um、烧失量<5，具有高白度、高细度、高纯度等特点、比表面积大，具有超细粒子的表面效应、体积效应、无皮肤刺激、无味、无腐蚀性。

适用范围：适用于PVC。

用途：HX-001可与卤素并用，也可作为锑的辅助剂，分解温度340℃。

由于该产品经过了特殊的表面处理，大大改善了与塑料的相容性和粘接力，降粘效果大，可增加填充量，提高补强性；与Sb2O3复合，可大幅降低Sb2O3的用量，力学性能保持率>90%以上。

阻燃机理：本产品在高聚物燃烧过程中能起到酸催化作用，使体系部分交联反应和炭化，从而形成炭焦保护层，阻止挥发性分解物外逸，产生屏蔽作用。

同时也能与卤素阻燃剂与Sb2O3反应过程中所产生的氧卤化锑的分解温度降低，从而达到协助阻燃的目的。

特点：
1．本产品的耐高温性能优良，在400℃以内，热失重仅为0.5，热稳定性优异。

2．能够与Sb2O3配合，在达到同样的阻燃效果情况下，能减少40%－60%的Sb2O3用量，起到节省成本的目的。

3．添加本产品3%以下，能显著提高产品的流动性，从而提高制品的尺寸稳定性和制品表面光洁度。

4．能够帮助制品在高温、高湿情况下有效维持产品的机械性能和电性能。

阻燃剂1 阻燃剂的分类及其特点目前，阻燃剂种类较多，根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类：（1）按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系、磷系、磷-氮系、硅系、锑系、硼系和铝镁系等几类阻燃剂，其中卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的阻燃剂之一，具有添加量少、阻燃效果显著的特点，从而在阻燃领域占有重要地位。

（2）按阻燃剂组分的不同可将阻燃剂分为无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种；其中无机阻燃剂是一种无卤阻燃剂，具有安全性高、抑烟、无毒、价廉等优点，主要包括无机水和金属化合物、锑系阻燃剂、硅系阻燃剂、无机磷系阻燃剂和可膨胀石墨等；有机阻燃主要包括卤素阻燃剂、磷系阻燃剂，该类阻燃剂因阻燃元素不同而具有不同的特性。

（3）按阻燃剂的使用方法和聚合物中的存在形态，则可分为添加型和反应型两大类，其中添加型以无机阻燃剂为主，反应型主要是有机阻燃剂。

2 阻燃剂阻燃的基本原理燃烧反应一般有可燃物、氧气及一定温度三要素，且缺一不可。

阻燃剂的作用机理应在材料燃烧时抑制一种或一种以上要素的产生，达到阻止或减缓燃烧的目的。

每一种阻燃剂具体的阻燃机理是不同的，但阻燃的基本原理大致是相同的，减少热分解过程中可燃性气体的生成和阻碍气体燃烧过程中的基本反应，吸收燃烧域中的热量，稀释和隔离空气，对阻止燃烧也有一定作用。

阻燃剂的阻燃包括以下几个主要过程。

2.1 吸热冷却有些阻燃剂在加热过程中，其含有阻燃元素的化合物会发生吸热脱水、相变、分解以及其他吸热反应，降低聚合物表面和燃烧区域的温度，从而减慢高聚物的热分解速度来起到阻燃作用。

2.2 气相稀释材料在燃烧过程中，会产生大量的可燃性气体，如：一氧化碳。

阻燃剂的存在，能产生大量的不可燃气体，有效的稀释可燃性气体或空气，从而实现对材料的阻燃作用。

2.3 形成隔热层有些阻燃材料（如磷酸、硼酸）加热时熔融，在材料表面形成一层玻璃状的膜，阻碍氧的供给，同时可起隔热作用和降低可燃性气体释放量，从而产生阻燃效应。

硅基材料的阻燃性摘要：本文综述了相关的有机硅弹性体和/有机硅的应用，在其他聚合物阻燃剂的阻燃性的发展的一些近期的作品。

首先，对硅氧烷本身的热劣化进行了讨论，集中在解聚的机制，结构的作用，以及有机硅在加热条件和添加剂（即少于5重量％的填料）下的热降解作用。

然后，呈现多种类型的无机填料（高达80％（重量）含量的）作为有机硅的陶瓷化剂的影响。

最后，引进（功能化）有机硅作为阻燃剂为其他聚合物进行描述。

1引言合成的聚合物是今天的生活的一个重要组成部分，可以发现几乎无处不在。

今天，合成高分子材料正在迅速取代传统的材料如金属，陶瓷，聚合物和天然聚合物，如木材，棉，天然橡胶等。

但是，一个薄弱环节，合成高分子材料与其他材料相比，聚合物燃烧时间。

因此，含聚合物大多数最终产品（例如，电缆，地毯，家具橱柜，等）必须有一个良好的耐火度以确保公众安全消防。

有机硅材料已商业化生产自20世纪40年代开始的。

在过去的60年中，硅材料已成长为十亿美元的产业，并被用于许多应用在土木工程，建筑，电力，交通，航空航天，国防，纺织品，化妆品行业[ 1 ]。

在有机硅行业占主导地位的聚合物是聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

聚硅氧烷的结构要素有直接或间接的对其在高温下的稳定性的影响，包括：硅氧烷的固有强度（SI - O）键，显著的灵活性- [Si-O ]×链段，和低分子量的环氧化硅烷稳定性熵高于自己的高分子量的线性对热降解[ 2 ]。

有机硅具有较低的热释放速率（HRR）1，外部的热通量和一氧化碳释放低收益率最低的敏感性。

对于大多数硅酮HRR落在60–150 KWM-2范围[ 3 ]。

有机硅也呈现缓慢燃烧速率且无火滴，无其他杂质时也不会排放有毒烟雾。

基于这些防火性能，硅树脂的阻燃剂的应用提供显着的优势。

由于其性能与火焰，这并不奇怪，PDMS已经放在聚合物的名单在高温如电线电缆中的应用。

不同于有机聚合物，暴露于升高的温度下氧气留下无机二氧化硅在硅氧烷残留。

硅系阻燃剂的阻燃机理
一、引言
硅系阻燃剂作为一种重要的无卤环保型阻燃剂，因其良好的热稳定性、耐水性以及低毒性等优点，在塑料、橡胶、涂料等领域得到了广泛应用。

本文将深入探讨硅系阻燃剂的阻燃机理。

二、硅系阻燃剂的类型与结构
硅系阻燃剂主要包括有机硅阻燃剂和无机硅阻燃剂两大类。

其中，有机硅阻燃剂主要为硅油、硅树脂和硅橡胶等；无机硅阻燃剂则主要是硅酸盐、硅酸铝等。

这些硅系阻燃剂的共同特点是具有稳定的Si-O-Si键，这种键能高，不易被破坏，因此具有良好的热稳定性。

三、硅系阻燃剂的阻燃机理
1. 生成保护层：在高温下，硅系阻燃剂能够分解产生二氧化硅（SiO2）或其他不燃或难燃物质，形成一层隔离膜，阻止氧气与燃烧物接触，从而起到阻燃作用。

2. 吸热效应：硅系阻燃剂在受热分解过程中会吸收大量的热量，降低材料的温度，减缓燃烧速度，甚至使燃烧过程停止。

3. 气相阻燃：部分硅系阻燃剂在燃烧过程中可以释放出大量惰性气体，如氮气、二氧化碳等，稀释空气中的氧气浓度，阻碍燃烧反应进行。

4. 组织碳化：硅系阻燃剂可以促进燃烧产物碳化，形成一个稳定的碳质层，阻止氧气进入，达到阻燃效果。

FS有机硅阻燃剂
●FS有机硅阻燃剂
FS系列有机硅阻燃剂产品是一种新型、高效、低毒、环保的无卤阻燃
剂，是特殊结构设计-Si-O-有机硅聚合体，有非常好的稳定性，其不
仅可以赋予材料阻燃性，还可以改善材料加工性能。

根据产品结构不同，产品呈现不规则的粉末状、片状、透明颗粒状固
体，与聚碳酸酯（PC）高度相容，可以在不损害PC性能的前提下，提
高PC材料的阻燃性能，对PC树脂透明度几乎没有影响，不影响PC树
脂的物理机械性能，不影响PC树脂的热变形温。

建议添加量在0.1%-3%之间。

图1、FS有机硅阻燃剂结构示意图
●阻燃机理
高分子材料中加入FS有机硅阻燃剂产品后，有机硅阻燃剂在燃烧时
候会迁移到材料表面，形成表面有机硅阻燃剂富集层，燃烧后，加
速表面碳化，形成隔氧绝热层，抑制高分子材料的热分解，达到阻
燃目的。

●产品型号、参数。