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膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂是一种常用于聚合物材料中的阻燃添加剂，其阻燃机理主要涉及以下几个方面：
膨胀作用：
膨胀型阻燃剂在受热条件下会发生膨胀反应，产生大量气体。
这些气体可以隔离氧气，降低聚合物与火源之间的接触，减少燃烧反应的发生。
热分解作用：
膨胀型阻燃剂在高温下会发生热分解反应，产生具有阻燃效果的气体和炭化物。
这些产物可以在燃烧过程中吸收热量，降低燃烧反应的温度，减缓火势的蔓延。
碱金属盐的催化作用：
膨胀型阻燃剂中通常含有碱金属盐，如氢氧化铝、磷酸铵等。
这些盐类在高温下可以催化燃烧反应中的焦炭生成，形成炭化层，隔离燃烧反应，起到阻燃的作用。
充填作用：
膨胀型阻燃剂可以作为填料填充在聚合物材料中，增加材料的密度，降低热传导和气体扩散速度。
这种充填作用可以有效减缓燃烧反应的传播速度。
综合上述机理，膨胀型阻燃剂通过膨胀作用、热分解作用、碱金属盐的催化作用和充填作用等多种方式，协同作用来减缓燃烧反应的发展和蔓延，提供阻燃保护。
这种阻燃机理有助于降低聚合物材料的燃烧速率和火灾危险性，提高材料的阻燃性能。
无味阻燃剂的主要成分
常见的无卤阻燃剂主要成分包括磷系、氮系、硅系无卤阻燃剂,以及氢氧化铝等。
无卤阻燃剂是一种不含卤素元素（如氯、溴、碘）的高性能阻燃剂，它们在火灾发生时不会释放有害的腐蚀性气体，因此也被称为无公害阻燃剂。
这类阻燃剂主要包括以下几种类型：
1.磷系化合物：如三嗪三酮化合物和三嗪三胺类化合物，这些化合
物燃烧时不挥发性，且不易产生腐蚀性气体。
2.金属氢氧化物：如氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌等无机阻燃剂，
它们同样具有较好的阻燃效果。
3.膨胀型阻燃剂：这类阻燃剂能够在高温下膨胀，从而阻碍火焰传
播。
4.硅系阻燃剂：以及一些特殊用途的阻燃剂。
无卤阻燃剂的优点在于它们的环保性和安全性，因为它们在使用过程中不会产生有害物质，如烟雾和毒性气体，这使得它们成为环境和人体健康安全的理想选择。
无卤阻燃剂广泛应用于电线电缆、电子元器件及精密仪器的防火保护中，能够提供低烟度、高氧指数和优良的难燃性特性。
阻燃剂的分类介绍概述阻燃剂是一种化学物质，可以减少或防止材料燃烧，从而提高材料的耐火性能。
在工业生产中，阻燃剂经常被添加到各种材料中，如塑料、橡胶、合成材料等。
阻燃剂根据其化学组成和功能进行分类，在此，本文将介绍几种常见的阻燃剂类型。
磷系阻燃剂磷系阻燃剂是目前最为广泛使用的阻燃剂之一。
它包括有机磷系和无机磷系两类。
有机磷系阻燃剂是指含有磷元素的有机化合物，它们可以通过与物质中的氧、氮、热敏物质等相互作用，发挥阻燃作用。
无机磷系阻燃剂则指含有磷元素的无机化合物，主要用于纤维类材料中，在高温下，它们会分解产生氧化磷酸氢和磷酸酯，从而起到阻燃作用。
溴系阻燃剂溴系阻燃剂是一种广泛使用的阻燃剂，它可以通过吸收和捕获反应物，从而抑制气相反应或延缓燃烧速度。
溴系阻燃剂可以通过加强反应物的相互作用、增加分解温度等方式发挥阻燃作用。
溴系阻燃剂将溴元素引入材料中，可以大幅提高材料的耐火性能，但也可能带来其他环保问题。
氮系阻燃剂氮系阻燃剂是一种较新的阻燃剂，其作用机制主要是在燃烧时通过吸收、消耗和稀释火焰中的自由基，从而有效地抑制燃烧。
氮系阻燃剂包括大量的氮的含化合物，如氮磷系、氮硅系等。
与传统阻燃剂相比，氮系阻燃剂无溴、无磷，对环境的影响更小。
铝系阻燃剂铝系阻燃剂是一种常见的无机阻燃剂，其作用机理是通过在物质表面形成氧化铝膜，从而阻止燃烧反应的发生。
铝系阻燃剂常用于密封材料和结构材料等领域，可以显著提高材料的耐火性能和抗氧化性能。
其他阻燃剂除了上述几种常见的阻燃剂类型，还有一些其他的阻燃剂。
例如，硅酸盐阻燃剂是一种无机阻燃剂，可以通过形成防止材料燃烧的化学反应来发挥阻燃作用；膨胀型阻燃剂则可以通过在燃烧时释放出大量非燃性气体来遏制燃烧。
综上所述，不同种类的阻燃剂具有不同的作用机理和适用范围，工业生产中需要根据具体情况选择合适的阻燃剂，并考虑对环境的影响。
膨胀型阻燃剂及应用膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质。
它主要由含氮的化合物组成，当受到高温作用时，化合物会分解产生气体，并且在分解过程中产生大量的灰炭，从而形成一层膨胀隔热层，阻止火焰蔓延。
膨胀型阻燃剂具有以下多种特点：首先，膨胀型阻燃剂的分解过程产生的气体能够使它膨胀成为多孔的泡沫状物质，并且这种物质具有较低的热导率，能够有效隔热。
其次，膨胀型阻燃剂产生的灰炭可以形成一层致密的隔热层，能够阻挡热量的传导和辐射，从而减缓火势的蔓延。
此外，膨胀型阻燃剂还具有绝热性能，它能够吸收空气中的热量，从而将火焰附近的温度降低。
最后，膨胀型阻燃剂还具有多孔结构，能够有效地吸附和排出有害气体，减少有毒物质的释放，保护环境和人体健康。
1.建筑材料：膨胀型阻燃剂被广泛应用于各种建筑材料中，如木材、塑料、绝缘材料等。
在火灾发生时，阻燃剂会迅速膨胀，形成一层隔热层，防止火势蔓延并保护建筑结构。
2.电子电器：许多电子产品和电器设备中都含有阻燃剂。
例如，手机、电视、电脑等设备的外壳通常都采用阻燃材料，以防止高温或电火花引起的火灾。
3.输电线缆：输电线缆中的阻燃剂起到防止电火花引起火灾的作用。
膨胀型阻燃剂在电火花产生时能够迅速膨胀，形成一层隔热层，防止火焰传播。
4.航空航天领域：在航空航天领域，因为飞行器在高温高速环境下飞行，所以使用阻燃剂尤为重要。
膨胀型阻燃剂被广泛应用于飞机内饰、燃料箱和发动机罩等部件中，以提高航空器的火灾安全性能。
综上所述，膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质，它在防止火焰蔓延、防止热量传导和辐射方面具有独特的优势。
它的应用领域广泛，包括建筑材料、电子电器、输电线缆和航空航天等领域。
通过使用膨胀型阻燃剂，可以提高材料和设备的抗火性能，降低火灾风险，保护生命财产安全。
阻燃剂分类及各类典型介绍阻燃剂分类及各类典型介绍阻燃剂分类及各类典型介绍一、目前常用的阻燃剂按不同的分类方法可以分成3大类，具体分类如下：二、各类典型的阻燃剂1、氯系阻燃剂近来，氯系阻燃剂已部分为溴系阻燃剂取代，氯系在整个阻燃剂的消耗量中有所下降。
A、氯化石蜡（C20H24Cl18~C24H29Cl21）含氯量50％的主要用作PVC塑料的辅助增塑剂；含氯量70％的主要用作阻燃剂。
B、氯化聚乙烯一类含氯35%-40%，另一类含氯68%，无毒。
可用于聚烯烃，ABS树脂等。
它本身是聚合材料，因此作为阻燃剂使用时和树脂体系相容性好，不影响塑料的物理机械性能，耐久性良好。
2、溴系阻燃剂A、四溴双酚A性质：灰白色粉末。
熔点180-184℃，沸点316℃（分解）。
用途：广泛用作反应型阻燃剂以制造含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯以及作为中间体合成其他复杂的阻燃剂，也作为添加型阻燃剂用于ABS、HIPS、不饱和聚酯、硬质聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂以及涂料等。
既可作添加型阻燃剂，又可作为反应型阻燃剂。
关注艾邦高分子，回复“阻燃”查看更多文章B、十溴二苯醚性质：白色微细粉末，溶点为304-309℃，溴含量大约83.3%，几乎不溶于所有溶剂，5%热量失重时温度大于320℃，热稳定性好。
用途：添加型阻燃剂，用途广泛；可用于PE、PP、ABS树脂、环氧树脂、PBT树脂、硅橡胶、三元乙橡胶及PET、PA6等材料的阻燃剂。
其与Sb2O3并用阻燃效果更佳。
缺点是耐侯性差，容易黄变。
3、磷系阻燃剂磷系阻燃剂包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。
A、无机磷系阻燃剂红磷、聚磷酸铵（APP)、磷酸铵盐、磷酸盐及聚磷酸盐等。
阻燃机理：燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆盖于树脂表面，可促进塑料表面炭化成炭膜；聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于塑料表面。
这种固态或液态膜能阻止自由基逸出，又能隔绝氧气。
磷系与氮系及金属氢氧化物等阻燃剂都有协同作用，并用可产生协同阻燃和消烟效果。
卤素阻燃剂虽然具有高阻燃性，但存在环境污染及毒性等问题，而磷系阻燃剂除对苯乙烯和聚烯烃等几大类聚合物外是非常有效的阻燃剂，而且二次污染小，所以该阻燃剂受到人们的关注。
含磷化合物可作为热塑性塑料、热固性塑料、织物、纸张、涂料和胶粘剂等的阻燃剂。
此类阻燃剂包括红磷、水溶性的无机磷酸盐类、不溶性的聚磷酸铵、有机磷酸酯和膦酸酯类、氧化膦类、氢弹烃基磷酸酯类和溴芳烃基磷酸酯类。
磷酸铵类磷酸一铵（MAP）和磷酸二铵（DAP）仍是纤维与织物、无纺织物、纸张、木材等多种纤维素的有效阻燃剂。
它们能形成磷酸，使纤维素羟基酯化，所生成的纤维素分解成炭，改变了热降解历程，从而达到阻燃的目的。
它们易溶于水，故其阻燃性不能持久。
它是目前膨胀型阻燃剂主要成分之一。
红磷红磷作为阻燃剂，可用于含氧聚合物，例如PC，PET，PBT，PPE，其作为尼龙部件的阻燃剂在欧洲用得较多。
由于红磷会与大气中的水反应生成有毒的磷化氢，因此工业产品需要做稳定化处理和包覆。
三羟基磷（膦）酸酯三羟基磷（膦）酸酯作为不饱和聚酯高度填充（如氢化铝、碳酸钙）时的稀释剂。
它在卤化聚酯中也作为协效剂，不如氧化锑有效，但加工性好。
不易挥发的三羟基磷酸酯有三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯和三丁氧基乙基的磷酸酯。
二甲基磷酸甲酯含磷量高达25%，是有效的阻燃剂。
它的高挥发性限制了应用。
适用于聚氨酯硬泡，高填的热固性树脂。
在高填充的热固性树脂中也作为黏度稀释剂。
二乙基磷酸乙酯在氨基甲酸乙酯有发泡剂和催化剂的条件下比较稳定。
芳基磷酸酯类芳基磷酸酯类在工业中主要用于PVC和乙酸纤维素的不燃性增塑剂和作为工程塑料如PPE，PC/ABS合金的非卤阻燃剂。
烷基化磷酸三苯酯芳基磷酸酯类都是液体，烷基化产物是用合成的异丙基葳酚或异丁基苯酚制成的。
制法是先使苯酚烷基化，然后再同磷酰氯反应。
因此烷基化三芳基磷酸酯是一混合物。
其中磷酸三丁苯酯的抗氧化性能较好，但增塑性较差。
磷酸甲三基二苯酯是PVC很有效的阻燃剂。
膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂，它不含卤素，也不采用氧化锑作为协效剂，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，故称为膨胀型阻燃剂，它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。
20世纪90年代后，膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃，它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一，其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。
基本要素：膨胀型阻燃剂有三个基本要素。
即酸源、炭源和气源。
酸源又称脱水剂或炭化促进剂，一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物，如磷酸、硼酸、硫酸和磷酸酯等；炭源也叫成炭剂，它是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等；气源也叫发泡源，是含氮化合物，如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等。
三组分中，酸源最为主要，比例最大，且阻燃元素含于酸源中，所以酸源是真正意义上的阻燃剂，碳源和发泡剂则是协效剂。
阻燃机理：IFR的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层，它是一个多相系统，含有固体和液体和气态产物。
炭层阻燃性质主要体现在：使热难于穿透凝聚相，阻止氧气进入燃烧区域，阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。
焦碳层形成过程为：在150℃左右，酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸；在稍高的温度下，酸与碳源进行酯化反应，而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂，加速反应；体系在酯化反应前和酯化过程中熔融，反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时，多元醇和酯脱水碳化，形成无机物及碳残余物，体系进一步发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫炭层。
应用及发展方向：膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式，一是将阻燃剂配制成整理液，通过涂布等方式整理到织物表面，天然纤维大多采用此方法；二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中，大多用于合成纤维的阻燃。
合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。
化学膨胀型阻燃剂为制备低烟无卤环保阻燃橡胶材料提供了另一种重要途径。
膨胀型阻燃剂(IFR)是指一类以碳、氮、磷元素为核心成分的复合阻燃剂，一般由碳源(成炭剂)、酸源(脱水剂)和气源(膨胀剂)三部分组成。
传统使用的IFR为聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)三者及其衍生物并用。
IFR的阻燃机理被认为是：复合材料在燃烧时，三源间发生化学反应生成多孔膨胀炭层，该炭层实质为碳的微晶。
该炭层不易燃烧，但可以起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴等作用，从而达到阻燃的目的。
炭层形成的历程是：(1)在较低的温度下，酸源分解释放出无机酸；(2)在稍高于酸源释放酸的温度下，体系中的酸与醇发生酯化反应；(3)阻燃材料在酯化前和酯化过程中逐渐融化、变软；(4)反应过程中产生的水蒸气和气源放出的不燃性气体使整个熔融体系发泡膨胀，同时酯脱水炭化，形成无机物及碳的残渣；
(5)体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，反应结束。
上述各步反应几乎同时发生，但又须按严格的顺序进行，如果其中任何一个反应不能适时进行就不能起到膨胀阻燃的作用。
阻燃剂一、氮系阻燃剂1、三聚氰胺常用于制造膨胀型防火涂料中的发泡成分, 其发泡效果好, 成炭致密。
除单独作阻燃剂外, 常用的阻燃品种是与酸反应产生的衍生盐, 如汽巴精化开发出的M系列阻燃剂, 广泛用于PE、PP 以及P VC 塑料等热塑性、热固性塑料等领域; 三聚氰胺与液态磷酸酯合用, 广泛应用于阻燃聚氨酯泡沫材料。
16000元/吨2、双氰胺双氰胺主要用于制造胍盐阻燃剂, 可以代替三聚氰胺, 或者与三聚氰胺结合。
欧洲专利报导双氰胺等比例混合, 添加量5% , 可使聚酰胺达到U L94 V 0 级的阻燃效果, 且这种阻燃剂对材料的撕裂强度影响很小。
此外, 双氰胺可以制造木材防火胶。
日本专利报导用双氰胺甲醛磷酸制成阻燃剂, 用于防火人造板。
11500元/吨3、氰尿酸三聚氰胺盐( MCA)MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在一定的温度下, 以水为介质合成的, 是一种添加型的阻燃剂。
它无毒无臭无味, 分解温度高, 不仅阻燃效果好, 而且加工时烟雾小, 与高分子材料相容性好, 无表面迁移现象。
主要用于尼龙、PBT、PP、环氧树脂、有机硅、聚氨酯、橡胶等高分子材料的阻燃。
其阻燃效果好, 可以和磷、溴、锑系阻燃剂有良好的协同效应, 也可和其他助剂复合使用, 取得良好的阻燃效果。
从经济的角度出发, 做尼龙类材料的阻燃效果最明显。
16000元/吨二、磷- 氮阻燃剂的种类1、三聚氰胺磷酸盐类三聚氰胺磷酸盐类常用的有磷酸三聚氰胺、磷酸双三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯等, 这是目前合成阻燃剂中最常见的一类。
磷酸三聚氰胺：37000元/吨焦磷酸三聚氰胺：24000元/吨a 三聚氰胺磷酸盐市售一般有磷酸蜜胺盐、磷酸二蜜胺盐等, 组成不同结构有差异, 因而其溶解性、热稳定性和分散性不同, 阻燃效果也不一样。
其阻燃效果比聚磷酸胺好, 具有耐候性。
主要用于建筑特别是钢结构涂料中。
b 三聚氰胺焦磷酸盐用磷酸处理三聚氰胺, 再于250~ 270 加热可制得用于有效阻燃聚氨酯塑料的三聚氰胺焦磷酸盐, 解决了其他大多用于纺织、纤维和塑料的阻燃剂不能有效阻燃聚氨酯的难题。
高分子阻燃剂的分类
高分子阻燃剂可以根据其阻燃机制和化学结构进行分类。
以下是常见的高分子阻燃剂分类：
1. 磷系阻燃剂：包括含有磷元素的化合物，如磷酸铝、氧
化三苯脱鑫、磷酸酯等。
磷系阻燃剂通过气相和凝固相阻
燃机制来阻止火焰的蔓延，同时产生无毒的凝固炭化物来
降低燃烧速率。
2. 氮系阻燃剂：包括含有氮元素的化合物，如三聚氰胺、
阻气泡剂、胍、阻气壳、邻苯二胺、亚硝胺等。
氮系阻燃
剂通过释放不燃性气体、增加不燃性残留物或减少可燃物
质的挥发来抑制火焰蔓延。
3. 卤素系阻燃剂：包括含有卤素元素的化合物，如溴化物、氟化物、氯化物等。
卤素系阻燃剂可以通过与火焰中的自
由基发生反应，抑制火焰的蔓延。
卤素系阻燃剂还能产生
气相或凝固相的无毒燃烧产物，减缓燃烧速率。
4. 氧系阻燃剂：包括含有氧元素的化合物，如过氧化物、醇、羧酸、无机氧化物等。
氧系阻燃剂主要通过在火焰区域中释放氧气，提供更充足的氧源以促进燃烧，从而抑制火焰的蔓延。
5. 其他阻燃剂：还有一些特殊的阻燃剂，如碳系阻燃剂、硅系阻燃剂、硼系阻燃剂等，它们通过不同的机制和化学结构抑制火焰的蔓延。
需要注意的是，不同类型的高分子材料需要使用不同类型的阻燃剂，因为不同的高分子材料有不同的燃烧特性和耐燃性要求。
膨胀阻燃剂阻燃机理一、引言膨胀阻燃剂是一种新型的阻燃材料，其主要作用是通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。
膨胀阻燃剂具有环保、低毒、高效等特点，在建筑、交通运输等领域得到广泛应用。
本文将会详细介绍膨胀阻燃剂的机理。
二、膨胀阻燃剂的分类根据不同的化学组成和特性，可以将膨胀阻燃剂分为以下几类：1. 磷系膨胀阻燃剂磷系膨胀阻燃剂是目前应用最广泛的一种，其主要成分是含氮、含氧的有机物和无机盐。
在高温下，这些物质会产生氮氧化物和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构，从而形成了一个具有良好隔热性能和低导电性能的保护层。
2. 氢氧化铝型膨胀阻燃剂氢氧化铝型膨胀阻燃剂主要是由氢氧化铝和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，氢氧化铝会分解产生水和氧气，从而形成一个多孔的保护层。
此外，它还具有良好的耐火性能和耐腐蚀性能。
3. 硅酸盐型膨胀阻燃剂硅酸盐型膨胀阻燃剂主要是由硅酸盐和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，硅酸盐会分解产生二氧化硅和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构。
三、膨胀阻燃剂的机理1. 膨胀机理当材料受到火焰的侵袭时，膨胀阻燃剂中的水分会被释放出来。
在高温下，这些水分会迅速转化为水蒸气，并与其他物质产生反应。
例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物会在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。
这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。
2. 阻燃机理膨胀阻燃剂中的化学成分可以通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。
例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物可以在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。
这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。
3. 炭化机理当膨胀阻燃剂受到火焰侵袭时，其中的有机物会发生裂解并形成碳化物。
季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用摘要：本文采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料，乙二醇为介质在一定条件下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐，并对产物进行了差热、热失重及红外分析；根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率的测定结果，确定最佳合成条件为：n（磷酸）：n（季戊四醇）：n（三聚氰胺）=3：1：1.5～2；中间产物磷酸季戊四醇酯的合成温度120℃，合成时间2h；最终产物磷酸蜜铵盐合成温度100℃，时间4h。
将该阻燃剂和高密度聚乙烯以不同比例共混，测定复合材料的力学性能、加工性能和燃烧性能。
结果表明：以m（阻燃剂）：m（聚乙烯）=15：85混合，可使复合材料有良好的机械加工性能和理想的阻燃效果。
关键词：膨胀型阻燃剂无卤合成随着高聚物材料阻燃化处理技术的不断发展，对阻燃剂的综合性能的要求也越来越高，既要达到规定的阻燃级别，还要有良好的物理机械强度、非腐蚀性、低烟性、无毒性及热稳定性等[1]。
为了合成阻燃性能稳定的季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂，本文采用磷酸、五氧化二磷、季戊四醇和三聚氰胺为原料，乙二醇为介质在一定的温度和反应时间下合成膨胀度和剩炭率高的季戊四醇磷酸蜜胺盐阻燃剂，从而提高阻燃剂的阻燃效率。
用FTIR、DSC技术、熔融指数的测定研究合成样品的结构、热稳定性、力学强度和加工性能，用马弗炉燃烧的办法测定样品的膨胀度和剩炭率，以确定最佳的合成加工条件。
本文对促进季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型的合成技术及在高聚物中的推广应用等具有一定的理论意义和实际作用。
一、实验1.实验试剂、材料及仪器1.1 主要试剂与材料磷酸（AR），五氧化二磷（AR），季戊四醇（CP），三聚氰胺（AR），乙二醇（AR），HDPE（工业级）1.2 主要仪器恒温磁力搅拌器（85-2），永磁直流电动机（ZD-90），电子天平（BS124S），真空干燥箱（DZF-6030），循环水式真空泵（SHZ-D（Ⅲ））冲片机（CP-25）2.实验方案2.1 阻燃剂季戊四醇磷酸酯蜜胺盐的合成和样条的制备该实验的生成中间体磷酸蜜胺脂反应原理主要为下反应式：1-1成盐反应如下：2-2将磷酸、五氧化二磷以一定的比例加入三颈烧瓶中，缓慢加热到80℃并恒温搅拌1h，再将体系升温至120℃，分三次加入季戊四醇恒温搅拌2h，生成酯中间体M1，然后加入三聚氰胺的乙二醇溶液在100℃下反应4h即得产物M2。
阻燃工程师必背：典型阻燃剂机理大全（下）在上期推文中，阻博士给大家系统整理介绍了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂和协同阻燃的机理。
今天，我们将继续上期话题，为大家介绍其他几种经典阻燃剂的阻燃机理。
膨胀型阻燃体系阻燃机理膨胀型阻燃剂主要由三部分组成：炭化剂(炭源)、炭化催化剂(酸源)、膨胀剂(气源)。
炭化剂为膨胀多孔炭层的炭源，一般是含碳丰富的多官能团(如—OH)物质，季戊四醇(PER)及其二缩醇、三缩醇是常用的炭化剂。
炭化催化剂一般是可在加热条件下释放无机酸的化合物。
无机酸要求沸点高，而氧化性不太强。
聚磷酸铵(APP)为常用的炭化催化剂。
膨胀剂为受热放出惰性气体的化合物，一般是铵类和酰胺类物质，如尿素、密胺、双氰胺及其衍生物。
各组分的选择准则如下：(1)酸源：为了具有实用性，酸源必须能够使含碳多元醇脱水。
在火灾发生前，我们不希望脱水反应发生，所以常用的酸源都是盐或酯。
酸源释放酸必须在较低的温度进行，尤其应低于多元醇的分解温度。
如果有机部分有助于成炭，使用有机磷化物效果更好。
(2)炭源：炭源的有效性与碳含量及活性羟基的数量有关。
炭源应在其本身或基体分解前的较低温度下与催化剂反应。
(3)气源：发泡剂必须在适当的温度分解，并释放出大量气体。
发泡应在熔化后、固化前发生。
适当的温度与体系有关。
对于特定的膨胀阻燃聚合物体系，有时并不需要3个组分同时存在，有时聚合物本身可以充当其中的某一元素。
使用以上准则可预测大多数体系的有效性。
膨胀型阻燃剂受热时，炭化剂在炭化催化剂作用下脱水成炭，碳化物在膨胀剂分解的气体作用下形成蓬松有孔封闭结构的炭层。
一旦形成，其本身不燃，且可削弱聚合物与热源间的热传导，并阻止气体扩散。
一旦燃烧得不到足够的燃料和氧气，燃烧的聚合物便会自熄。
此炭层经历以下几步形成：(1)在较低温度下由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸。
(2)在稍高于释放酸的温度下，发生酯化反应，而体系中的胺则可作为酯化的催化剂。
膨胀型阻燃剂哌嗪焦磷酸盐
生产工艺
1、生产原理
以哌嗪为原料，经与磷酸反应，蒸馏脱水后，再经离心、洗涤、干燥、粉碎得到膨胀型阻燃剂哌嗪焦磷酸盐；其中离心母液与三聚氰胺反应制锝副产品磷酸蜜胺盐。
（1）主反应方程式：
C4H10N2+2H3PO4=C4H8N2O4P2+4H2O
（2）副反应方程式：
H3PO4+C3H6N6=C3H9N6O4P
2、主要物料消耗
3、
3、主要设备
4、工艺流程方块图
成品哌嗪焦磷酸盐
5、工艺流程简述
（1）哌嗪焦磷酸盐的合成
在不锈钢压力釜套用母液（第1次用水），搅拌加入85%的磷酸，抽真空至20mmHg 以下后关闭反应釜，升温至210℃，在另一反应釜中配制好哌嗪水溶液，用压力泵经计量连续将哌嗪水溶液分1小时泵入釜中，在210℃保温反应，进也完成后，继续保温0.5小时至反应完成。
反应釜停止加热，利用反应液自身温度，蒸馏脱水，再将反应液冷却到常温，离心洗涤将固液分离后，母液套用，将滤饼加入高速混合机中，升温脱水1小时，冷却放料即得粗哌嗪焦磷酸盐，将粗哌嗪焦磷酸盐放入超细粉碎机进行粉碎后，即得成品。
（2）磷酸蜜胺盐的合成
在5000L反应釜中加入母液（5次套用后），加入三聚氰胺，加热回流一小时后，冷却、离心、干燥即得副产品磷酸蜜胺盐。
阻燃剂分类介绍以树脂和橡胶为基体的复合材料含有大量的有机化合物，具有一定的可燃性。
阻燃剂是一类能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插的添加剂。
最常用的和最重要的是阻燃剂是磷、澳、氯、铢和铝的化合物。
阻燃剂根据使用方法可分为添加型和反应型两大类。
添加型阻燃剂主要包括磷酸酯、卤代烧及氧化锤等，它们是在复合材料加工过程中掺合于复合材料里而，使用方便，适应而大但对复合材料的性能有影响。
反应型阻燃剂是在聚合物制备过程中作为一种单体原料加入聚合体系，使之通过化学反应复合到聚合物分子链上，因此对复合材料的性能影响较小，且阻燃性持久。
反应型阻燃剂主要包括含磷多元醇及卤代酸肝等。
用于复合材料的阻燃剂应具备以下性能：①阻燃效率髙，能赋予复合材料良好的自熄性或难燃性：②具有良好的互容性，能与复合材料很好的相容且易分散；③具有适宜的分解温度，即在复合材料的加工温度下不分解，但是在复合材料受热分解时又能急速分解以发挥阻燃的效果；④无毒或低毒、无臭、不污染，在阻燃过程中不产生有毒气体：⑤与复合材料并用时，不降低复合材料的力学性能、电性能、耐候性及热变形温度等：⑥耐久性好，能长期保留在复合材料的制品中，发挥其阻燃作用：⑦来源广泛价格低廉。
（1）澳系阻燃剂含澳阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香-脂肪族的含浪化合物，这类阻燃剂阻燃效率高，其阻燃效果是氯阻燃剂的两倍，相对用量少，对复合材料的力学性能几乎没有影响，并能显箸降低燃气中卤化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂互容性好，即使再苛刻的条件下也无喷岀现象。
（2）氯系阻燃剂氯系阻燃剂由于英便宜，目前仍是大量使用的阻燃剂。
氯含量最高的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂，由于热稳泄性差，仅适用于加工温度低于200a C的复合材料，氯化脂环烧和四氯邻苯二甲酸肝热稳定性较髙，常用作不饱和树脂的阻燃剂。
（3）磷系阻燃剂、有机磷化物是添加型阻燃剂该类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体，覆盖于复合材料表而隔绝氧和可燃物，起到阻燃作用，英阻燃效果优于浪化物，要达到同样的阻燃效果，浪化物用量为磷化物的4〜7倍。
