硅酮系阻燃剂及其阻燃技术

高分子材料的阻燃技术探讨高分子材料广泛应用于工业、建筑、电子设备、汽车以及航空航天等领域，然而在使用过程中，高分子材料可能会遭受火灾等安全事件的侵袭，因此阻燃技术是必要的研究领域之一。

本文将探讨高分子材料的阻燃技术。

一、阻燃技术概述阻燃技术指的是在材料中添加一定量的阻燃剂，使其在火灾遇到高温时，可以减缓火势蔓延的速度，降低火灾对现场及生命财产的危害程度。

阻燃剂一般分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两种类型。

无机阻燃剂分为磷系、氮系、硅酸铝系等，有机阻燃剂分为溴系、氯系等。

高分子材料是一种易燃材料，当受到火源的侵入时，容易燃烧并产生高热、大量的烟雾和有毒气体。

阻燃技术的引入可以有效地减少高分子材料的这些缺点，防止火灾的发生。

阻燃剂的选择很重要，因为添加不当可能会影响材料的力学性能。

此外，阻燃剂与高分子材料之间的相容性对阻燃效果也有影响。

对于一些阻燃剂，例如PA6材料，氧化铝和氢氧化铝会影响材料的强度和熔点；而对于PP材料，三氯乙磷的相容性较差。

在阻燃剂的选择方面，溴系、氯系阻燃剂常常被用于高分子材料的阻燃，但由于其会产生有毒气体，已被禁止在一些领域使用。

因此，磷系阻燃剂在近几年被广泛使用，磷系阻燃剂可以使材料形成炭化层，形成阻燃壳，避免氧气进入，从而实现阻燃效果。

对于临床应用的高分子材料，比如医用注射器和输注器，除了需要阻燃材料之外，还需要考虑其对人体的影响。

因此，应选用对人体安全无影响的阻燃剂。

三、阻燃技术的应用阻燃技术在许多领域都有广泛应用，下面我们以电子设备、车辆、建筑等作为例子，阐述阻燃技术在不同领域的作用。

1、电子设备：随着电子设备在生活中的广泛应用，一些电子产品在使用过程中会发热，因此，对于电子产品的阻燃技术至关重要。

特别是在电池充电器、移动电源等电子产品中，阻燃材料的耐热性要求更高。

2、车辆：汽车应用阻燃技术的主要原因是为了保证乘客的安全，在车内或发动机舱处出现火灾的可能性都很大。

汽车阻燃技术的发展包括内饰材料的阻燃、电线材料的阻燃等，其中座椅材料、天花板等逐渐成为重点研究领域。

浅议阻燃剂及材料的阻燃处理火灾是一种对财物和人身造成损害的燃烧现象和社会现象。

古往今来，它无情地给人类带来了许多灾难和痛苦。

人类在同火灾的斗争中总结出要防止火灾发生，减少火灾对人类的危害，关键要做好火灾预防工作，其中阻燃剂及材料的阻燃处理就是人类探索出的从根本上预防火灾的措施。

本文介绍了常见阻燃剂的种类、阻燃机理、材料的阻燃处理及新型阻燃剂的发展，以增强人们对阻燃技术领域的认识和了解。

标签：火灾；预防；阻燃剂；材料阻燃燃烧，俗称“着火”。

人类学会用火，是跨入文明世界的一个标志，不仅摆脱了“茹毛饮血”的时代，而且对人类发展和社会进步产生了深远的影响。

随着科学技术的发展，火在生产和生活中的应用日益广泛，时至当代，人造卫星和宇宙飞船的上天都离不开火。

在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害称为火灾。

社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾害之一。

以2008年为例，全国共发生火灾13.3万起，死亡1385人，受伤684人，直接财产损失15亿元（不包括森林、草原、军队、矿井地下火灾）。

随着城市建设速度不断加快，各种高层建筑、地下建筑和大型商业娱乐设施也越来越多，这就使我国火灾发生的隐患逐渐加大。

人类在使用火的同时，不断总结火灾发生的规律及防范措施，以期最大限度地实现火达到利用价值的同时，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。

如何将火灾事故发生率降低，人们除了要增强防火安全意识外，阻燃剂的使用及材料的阻燃处理就是预防火灾发生的一项重要而有效的措施，人们应在各种建筑及电线电缆等火灾危险性大的领域大力推广使用阻燃材料，加快新型阻燃材料的研究开发。

一旦发生火灾事故，让火患无法蔓延并消失于无形之中，这对于降低和消灭火灾事故具有重要意义。

阻燃剂是能够保护材料不着火或使火焰难以蔓延的化学物质。

在建筑、电气及日常生活中使用的木材、塑料和纺织品，大多数是易燃材料。

为了预防火灾的发生，或者发生火灾以后阻止或延缓火灾的发展，往往用阻燃剂对易燃材料进行阻燃处理，使易燃材料变成难燃、不燃的材料；或仅碳化而不着火、不发烟；或者虽碳化、着火和发烟，但燃烧难以扩展。

硅酮在低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料中的应用摘要：本文主要研究硅酮母粒在低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料中的应用，从对金属水合物的协效阻燃作用及降低低烟无卤材料挤出扭矩方向研究硅酮在低烟无卤阻燃聚烯烃中的应用。

关键词：硅酮低烟无卤电缆料具有超高分子量的硅酮，以聚烯烃或矿物粉作为载体制成的硅酮母粒（粉），早在十几年前有道康宁公司引入国内。

硅酮母粒（粉）先作为润滑剂或流变改性剂使用，当发现其能与金属水合物阻燃剂协同阻燃，作为阻燃增效剂使用后，国内对硅酮母粒的需求量显著增加。

商用的硅酮母料技术参数应包含如下内容：1.硅酮含量：应明确注明；用作阻燃增效剂时，含量在40-80%之间；用作流变改性剂时，含量在5-50之间；2.载体：应考虑与硅酮或用户配方基材的相容性，注明载体的聚合物名称，熔融指数，以便用户在设计配方时参考。

如果以无机粉末作为载体，则应注明粉末名称。

无机粉末的白度和细度对用户至关重要，应尽可能选用白净、微米级的粉末制作。

本文试验是以不同的矿法阻燃剂环境下，改变硅酮母粒的质量分数，测试材料的拉伸性能、阻燃性能与流变性能变化。

1、实验部分1.1主要原材料聚乙烯醋酸乙烯酯（eva）：265，美国杜邦产品；相容剂：588d，美国杜邦产品；氢氧化铝：leo104，美国雅宝产品；氢氧化镁：h5iv，美国雅保公司产品；硅酮母粒：mb5002，美国道康宁产品，硅酮含量为50%。

1.2主要仪器与设备xk-160开炼机，广东湛江机械厂产；平板硫化机，湖州顺力机械设备厂；氧指数测试仪，南京江宁阻燃仪器厂；流变仪，上海科创试验设备厂。

1.3测试方法氧指数测试：gb/t 2406-2009。

1.4基本配方（质量份）氢氧化铝填充体系基本配方：eva 265，70；相容剂588d，30；氢氧化铝 leo 104，150；其他配合剂，6；硅酮，变量；氢氧化镁填充体系基本配方：eva 265，70；相容剂588d，30；氢氧化铝 leo 104，150；其他配合剂，6；硅酮，变量；1.5制样方法按比例称号材料，将称好的料倒入在流变仪自带小密炼机中密炼，150℃出料，将密炼好的料在120℃的开炼机上薄通5遍，出片，压片测试。

有机硅阻燃剂协同阻燃作用的研究进展周安安(浙江科技学院生物与化学工程学院,杭州310023) 摘　要:论述了有机硅阻燃剂与卤系[如四溴双酚A 双(2,3-二溴丙基)醚]、磷系(如聚磷酸铵)、无机系(如氢氧化铝和氢氧化镁)阻燃剂以及某些非阻燃物质(如硬脂酸盐、沥青、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙等)协同阻燃的研究状况、发展趋势和应用前景。

关键词:有机硅,阻燃剂,协同效应,卤系阻燃剂,磷系阻燃剂,氢氧化铝,氢氧化镁,沥青中图分类号:TQ634141 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2005)06-0028-04收稿日期:2005-07-10。

作者简介:周安安(1973—),男,博士,讲师,主要从事有机硅材料的合成及理论研究。

E 2mail :zhouanan @hzcnc 1com 。

有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂,不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等,而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异[1～7];因此,作为阻燃剂的后起之秀,从20世纪80年代开始得到迅速发展,理论研究与新品开发均日趋活跃。

但单一的有机硅阻燃剂仅对部分高聚物(主要是聚碳酸酯)卓有成效,适用面不广[6]。

人们发现,将有机硅阻燃剂与传统阻燃剂或某些非阻燃物质一起使用时不仅具有显著的协同阻燃作用、广泛的适用性,且具有明显的互补性;发展潜力和应用前景十分光明[8,9]。

本文主要介绍了近年来有机硅阻燃剂的协同阻燃研究状况,并评述了其发展趋势和应用前景。

1　有机硅阻燃剂与传统阻燃剂的协同阻燃作用有机硅阻燃剂与传统阻燃剂并用时,在燃烧过程中,两者能相互促进,形成含硅炭化保护层。

与常规炭层相比,此类炭层结构致密稳定,抗氧化能力大大增强;因此,具有卓越的隔热抑烟、断绝氧的供应,并防止熔滴滴落等功能,从而获得协同增效的阻燃作用[10,11]。

且有机硅阻燃剂的存在,还能改善被阻燃材料的成型加工及机械、耐热等性能。

单组份rtv阻燃硅酮胶导热系数
单组份RTV阻燃硅酮胶的导热系数通常在0.8W/m·K到
1.5W/m·K之间。

导热系数是指材料在单位厚度下，单位温度梯度下单位时间内传热的能力，通常用于描述材料的导热性能。

对于RTV阻燃硅酮胶这种硅橡胶材料，其导热系数取决于材料的成分、密度、结构以及硬度等因素。

一般来说，导热系数越高，材料的导热性能越好，能够更有效地传导热量。

因此，在应用中需要根据具体的导热要求来选择合适的材料。

此外，RTV阻燃硅酮胶作为一种阻燃材料，通常具有良好的耐高温性能和阻燃性能，适用于各种高温环境下的导热和密封应用，比如电子元件的散热导热、电源模块的密封导热等领域。

总的来说，单组份RTV阻燃硅酮胶的导热系数是其重要的物理性能之一，对于材料的应用具有重要的影响。

- 1 - 硅酮母料在聚烯烃电缆料中的应用金标义上海电缆研究所20104 含有超高分子量硅酮以聚烯烃或矿物粉作载体的母料粒状或干粉状作为加工助剂国内最早是在十年前从美国道康宁公司引入先作为润滑剂或流变改性剂使用当发现其能与金属水合物协同作为阻燃增效剂使用后用量陡然增长国内的生产厂家也如同雨后春笋般不断涌现。

商用的硅酮母料技术参数应包含如下内容1硅酮含量应明确注明。

用作阻燃增效剂时含量在4080之间而用作流变改性剂时含量在550之间。

2载体应考虑与硅酮或用户主配方基材的相容性注明载体的聚合物名称、熔融指数以便用户在设计配方时参考。

如果以无机矿物粉作为载体则应注明粉末名称。

无机粉末的白度和细度对客户至关重要应尽可能选用白净、微米级的粉末制作。

一. 无卤阻燃增效剂近五年来我国的阻燃电缆无卤化发展十分迅猛初步统计每年以2050的速度递增我国去年2009年在线缆行业就用掉了近10万吨的无卤阻燃电缆料。

这些料绝大部分采用金属水合物AlOH3或MgOH2作阻燃剂而且在配方中的添加量都在60以上。

即使如此无卤阻燃料仍然存在阻燃效果差特别是氧指数低自熄性差的问题。

试验表明适量加入硅酮对氧指数的提高十分明显尤其是与MgOH2体系协同见图1。

试验还表明用氧指数大于36的无卤阻燃料就可使绝大部分外径大于3mm的电线电缆通过单根垂直燃烧试验其原因就在于配方中有硅酮的加入使电线燃烧时热释放速度降低同时在燃烧表面形成一层二氧化硅的覆盖膜隔绝了新鲜空气的进入所致。

与同样作为阻燃增效剂使用的红磷相比硅酮无色、无味、低烟而红磷颜色紫红燃烧时会产生大量烟雾和难闻的气味所以长久以来难以在无卤电缆料中推广使用。

作为阻燃增效剂使用的硅酮另一个优点是有内外润滑作用见后节而其最大的美中不足缺点是“不延燃性”差此问题由来已久并一直受到客户和有关专家的关注相信会在不久的将来得到解决。

- 2 - 图1硅酮对不同阻燃体系的阻燃增效作用二. 润滑剂或流变改性剂2.1聚乙烯料众所周知在挤制聚乙烯绝缘或护套电线电缆时会经常出现“鲨鱼皮”现象尤其是在挤出线性低密度聚乙烯LLDPE或超低密度聚乙烯ULDPE或POE时。

专用阻燃剂方法阻燃剂是一种可以降低材料燃烧性能的添加剂。

它们被广泛应用于电子设备、建筑材料、汽车、航空航天等领域，以提高材料的阻燃性能，降低火灾风险。

为了满足不同材料的阻燃要求，专用阻燃剂方法应运而生。

一、材料本身的改性材料本身的改性是一种常用的专用阻燃剂方法。

通过改变材料的结构和组成，使其具有自身的阻燃性能。

例如，在聚合物材料中添加含磷、含氮或含硅的化合物，可以改善材料的阻燃性能。

这些化合物在高温下会产生炭层，形成隔离层，阻止进一步燃烧。

二、添加阻燃剂另一种常见的专用阻燃剂方法是通过添加阻燃剂来改善材料的阻燃性能。

阻燃剂可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。

无机阻燃剂如氢氧化铝、氧化镁等，可以在高温下释放水分，冷却材料表面，抑制燃烧过程。

有机阻燃剂如溴系阻燃剂、氮系阻燃剂等，可以通过吸收热量、生成惰性气体等方式，阻止燃烧的进行。

三、涂层技术涂层技术是一种常用的专用阻燃剂方法。

通过在材料表面涂覆阻燃剂，形成一层保护膜，提高材料的阻燃性能。

涂层可以起到屏障作用，减缓燃烧速度，阻止火焰蔓延。

涂层材料可以选择有机涂层剂、无机涂层剂等，根据不同材料的特性和使用环境的要求进行选择。

四、纳米技术纳米技术是一种前沿的专用阻燃剂方法。

通过将纳米材料添加到材料中，可以改善其阻燃性能。

纳米材料具有较大的比表面积和特殊的光学、电学等性质，可以增加材料的阻燃层厚度，提高阻燃效果。

常用的纳米材料包括纳米氧化铝、纳米硅酸盐等。

五、协同阻燃方法协同阻燃方法是一种综合应用多种专用阻燃剂的方法。

通过将不同的阻燃剂进行组合，可以发挥各自的优势，提高材料的阻燃性能。

例如，将氢氧化铝与溴系阻燃剂进行协同应用，可以达到较好的阻燃效果。

协同阻燃方法可以根据不同材料的特性和使用要求进行灵活组合，以实现最佳的阻燃效果。

专用阻燃剂方法是提高材料阻燃性能的重要手段。

通过材料本身的改性、添加阻燃剂、涂层技术、纳米技术以及协同阻燃方法等多种途径，可以针对不同材料和使用环境的要求，选择合适的阻燃剂方法，提高材料的阻燃性能，保护人们的生命财产安全。

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。