阻燃剂的分类及发展趋势
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万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据本生灯(以甲烷作燃气)及夹持器组成。
试片尺寸为长127ram,宽12.7mm,厚3.18-12.7ram。
②操作方法。
将试片置于夹持器上,点燃本生灯,将火焰调到蓝色,焰高25.4mm,以450角点燃试片的自由端。
试片接触火焰30s后,撤走灯具。
观察并记录燃烧到A、B两点之时间。
最后,按试片厚度及传播速度来判定阻燃等级。
根据国标规定,分为火源撤离后2s内熄灭、在第二标线(B点)前、过B点后仍不熄等三种情况来分级,意味着阻燃性能由优到劣。
2铂R2.54A图3水平燃烧试验装置1lrl城r酬lL◆。
.。
K9.5tlr、本壁l图4垂直燃烧试验装置③试验结果的记录和表示方法a.试样脱离火源后的熄灭时间(单位为s),即自燃(或自熄)时间。
b.如到达第二标线前熄灭,记录燃烧长度(即燃烧距离),以inlll计量。
c.如火焰燃烧超过第二标线,则除燃烧距离外还要计算燃烧速度,以mm/s计量。
(2)垂直燃烧试验试验装置与水平燃烧法基本相同(见图4)。
试验前把试片置于70℃的烘箱中,停放168h,将火焰高度调节到19mm(兰色),再将它置于垂直悬挂的试片下方,接触火焰lOs后撤走火焰。
观察并记录燃烧持续时间(分有焰及无焰),以及记录试片上有无落物,最后确定阻燃等级。
综上所述,燃烧试验可提供下列阻燃性能指标:①氧指数。
可定量地确定维持燃烧所需的最低氧浓度(%),从而评定橡胶阻燃性的优劣。
氧指数愈高,则阻燃性愈好;②燃烧距离。
在规定的时间和温度测定试片燃烧时所经历的距离。
此值越小,说明越经受得起燃烧,则阻燃性越好;③燃烧速度。
指试片燃烧时,单位时间(秒)内所经历的距离(mm/s)。
此值越大,阻燃性越差;④自燃时间。
火源撤离后,继续燃烧到熄灭为止的时间(s)。
此值越小,表明越阻燃。
口万方数据。
阻燃剂研究综述1.阻燃剂的涵义阻燃剂又称难燃剂,耐火剂或防火剂,赋予易燃聚合物难燃性功能,用以提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
主要适用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。
采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧,使其点燃时间增长,点燃自熄或难以点燃。
有助于确保各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]1966年,Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况,反复测定了使材料持续燃烧所需的最低氧浓度,得到了很好的重复性,提出了“氧指数”的概念,从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段,对现代阻燃科学技术产生了深远的影响,并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步,许多先进的分析测试仪器和处理方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone Calorimeter)等被应用于阻燃研究,成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]按阻燃剂与被阻燃基材的关系,阻燃剂可分为添加型和反应型两大类,目前使用的阻燃剂85%为添加型,仅有15%为反应型。
前者多用于热塑性高聚物,后者多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类,阻燃剂可分为卤素(溴系及氯系)、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。
前五类属于有机类,后几类属于无机类。
近年来,出现一类新的“膨胀型阻燃剂”,它们是磷-氮化合物或者混合物。
人们对阻燃高聚物,较少采用单一的阻燃剂,往往是采用多种阻燃剂的复配系统,以发挥协同阻燃效应或同时提高材料的多种阻燃性能。
3.1溴系阻燃剂溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐,其主要原因是他的阻燃效率高,价格适中,这是其他阻燃剂难以匹敌的。
其次是溴系阻燃剂的品种多,适用范围广,而且溴的来源充足。
溴系阻燃剂的效率为:脂肪族>指环族>芳香族,但芳香族的热稳定性最高。
织物阻燃剂分类织物阻燃剂是一种能够提高织物防火性能的化学物质。
根据其化学性质和作用机制的不同,可以将织物阻燃剂分为多种不同类型。
本文将对几种常见的织物阻燃剂进行分类和介绍。
一、物理阻燃剂物理阻燃剂是一种通过改变织物的物理性质来提高其防火性能的阻燃剂。
其中最常见的一种是阻燃纤维。
阻燃纤维是一种通过在纤维内部添加阻燃剂或通过表面涂覆形成的纤维,可以有效地提高织物的抗燃性能。
此外,还有一些物理阻燃剂通过增加织物的厚度和密度来提高其防火性能,如增加织物的重量、增加织物的层数等。
二、化学阻燃剂化学阻燃剂是一种通过改变织物的化学反应来提高其防火性能的阻燃剂。
常见的化学阻燃剂有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和溴系阻燃剂等。
1. 磷系阻燃剂磷系阻燃剂是一类通过在织物中添加含磷化合物来提高其防火性能的化学物质。
磷系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出磷酸盐,并与燃烧过程中产生的自由基反应,从而阻止燃烧的传播。
磷系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。
2. 氮系阻燃剂氮系阻燃剂是一类通过在织物中添加含氮化合物来提高其防火性能的化学物质。
氮系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出氮气,并与燃烧过程中产生的自由基反应,从而降低燃烧的温度和速率,阻止燃烧的传播。
氮系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。
3. 溴系阻燃剂溴系阻燃剂是一类通过在织物中添加含溴化合物来提高其防火性能的化学物质。
溴系阻燃剂能够在织物燃烧时释放出溴化物,并与燃烧过程中产生的自由基反应,从而阻止燃烧的传播。
溴系阻燃剂具有阻止燃烧、降低烟雾产生和减少有毒物质释放的优点。
三、加工阻燃剂加工阻燃剂是一种通过在织物表面加工处理来提高其防火性能的阻燃剂。
常见的加工阻燃剂有阻燃涂层和阻燃涂料等。
阻燃涂层是一种通过在织物表面形成一层阻燃膜来提高其防火性能的加工方法。
阻燃涂料是一种通过在织物表面涂覆一层阻燃涂料来提高其防火性能的加工方法。
织物阻燃剂根据其化学性质和作用机制的不同可以分为物理阻燃剂、化学阻燃剂和加工阻燃剂。
2024年TCPP阻燃剂市场需求分析引言随着全球对环境保护和安全性要求的日益关注,阻燃剂在建筑材料、电子产品和人造材料等领域的需求不断增长。
作为一种常用的阻燃剂,TCPP(三氯磷酸三苯酯)在市场上具有广泛的应用前景。
本文将对TCPP阻燃剂市场需求进行分析。
TCPP阻燃剂概述TCPP阻燃剂的定义TCPP是一种无色或微黄色液体,化学名称为三氯磷酸三苯酯。
它具有优异的阻燃性能,可以有效减少物质在火灾中的燃烧速率和火焰蔓延,减少有毒气体释放,提高材料的阻燃性能。
TCPP阻燃剂的应用领域TCPP广泛应用于建筑材料、电子产品、人造材料等领域。
在建筑材料中,TCPP被用于制造防火涂料、防火漆和防火板等;在电子产品中,TCPP被用于生产电缆、绝缘材料和电子组件等;在人造材料中,TCPP被用于生产塑料、橡胶和合成纤维等。
2024年TCPP阻燃剂市场需求分析市场规模分析TCPP阻燃剂市场目前呈现快速增长的趋势。
随着全球对建筑安全和电子产品安全要求的提高,TCPP阻燃剂的需求不断增加。
根据市场研究报告,预计未来几年TCPP 阻燃剂市场将保持稳定增长。
市场驱动因素分析1.严格的阻燃标准和法规要求:随着各国对建筑材料、电子产品等领域的防火安全要求不断提高,对阻燃剂的需求也随之增加。
TCPP作为一种高效的阻燃剂,满足了严格的阻燃标准和法规要求。
2.不断增长的建筑行业:全球建筑行业持续发展,对阻燃材料的需求也在增加。
建筑材料中广泛应用的TCPP阻燃剂市场需求将随着建筑行业的发展而增长。
3.电子产品市场的增长:随着电子产品市场的快速增长,对电子产品的安全性要求也在提高。
TCPP阻燃剂在电子产品中的应用领域广泛,满足了电子产品市场对阻燃性能的要求。
市场竞争分析TCPP阻燃剂市场竞争激烈,主要厂商包括Albemarle、Lanxess、ICL和Italmatch等。
这些公司在产品研发、生产能力和市场份额方面具有一定优势。
此外,新兴市场中出现了一些中小型TCPP阻燃剂厂商,它们通过低价策略争夺市场份额。
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。
金属氢氧化物阻燃剂是一种常见的阻燃剂,在许多工业和消费品中被广泛使用。
它具有良好的阻燃效果,对阻燃材料的性能起着重要的作用。
本文将介绍金属氢氧化物阻燃剂的工作原理。
一、金属氢氧化物阻燃剂的分类金属氢氧化物阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铁等。
这些金属氢氧化物阻燃剂在阻燃材料中起着不同的作用,具有不同的阻燃效果。
二、金属氢氧化物阻燃剂的工作原理1. 水合吸热作用金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生水合物,水合物的分解过程伴随着吸热反应,从而降低了燃烧体系的温度,阻止了燃烧的进行,起到了阻燃作用。
2. 分解产生惰性气体金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生惰性气体,这些惰性气体可以稀释空气中的氧气成分,降低氧气浓度,从而抑制燃烧反应的进行。
3. 形成保护膜金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生金属氧化物,这些金属氧化物在燃烧表面形成一层保护膜,隔离氧气和燃料之间的接触,有效抑制了燃烧反应。
4. 隔热作用金属氢氧化物阻燃剂的分解产生的氢氧化物可以对燃烧表面进行隔热,降低了燃烧温度,从而抑制了燃烧的进行。
三、金属氢氧化物阻燃剂的应用金属氢氧化物阻燃剂广泛应用于聚合物材料、涂料、胶黏剂等领域,提高了材料的阻燃性能和安全性能。
四、金属氢氧化物阻燃剂的发展趋势随着人们对材料阻燃性能要求的不断提高,金属氢氧化物阻燃剂的研究和开发也将不断深入。
未来,金属氢氧化物阻燃剂可能会在材料阻燃领域发挥更重要的作用。
金属氢氧化物阻燃剂是一种重要的阻燃材料,在材料阻燃领域具有重要的应用价值。
深入研究金属氢氧化物阻燃剂的工作原理对于提高阻燃材料的性能、促进阻燃材料的应用具有重要意义。
金属氢氧化物阻燃剂是一种有效的阻燃材料,在工业和消费品中被广泛使用。
它的工作原理以及在阻燃材料中的作用,对于提高材料的阻燃性能和安全性具有重要意义。
下面将对金属氢氧化物阻燃剂的工作原理进行深入探讨,并结合其应用领域和未来发展趋势进行分析。
一、水合吸热作用对阻燃效果的影响金属氢氧化物阻燃剂的水合吸热作用是其阻燃效果的关键因素之一。
2024年聚氯乙烯用阻燃剂市场环境分析概述阻燃剂是一种通过改变物质的燃烧特性,使其在燃烧时具有抑制或难燃的性能的化学物质。
聚氯乙烯(PVC)是一种常用的塑料材料,由于其易燃性,通常需要添加阻燃剂来提高其耐火性能。
聚氯乙烯用阻燃剂市场在近年来得到了迅猛发展,本文将对其市场环境进行分析。
市场规模根据市场研究数据,聚氯乙烯用阻燃剂市场在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
该市场的规模由供需关系、行业发展和相关政策等方面所影响。
据统计,2019年聚氯乙烯用阻燃剂市场的规模达到XX亿元,预计未来几年仍将保持平稳增长。
市场驱动因素聚氯乙烯用阻燃剂市场的快速发展得益于以下几个主要驱动因素:1. 法律法规的推动随着对环境保护和安全意识的提高,政府加强了对聚氯乙烯制品的阻燃要求。
相关法律法规的推动,促使了聚氯乙烯用阻燃剂市场的增长。
2. 建筑行业的需求增加聚氯乙烯用阻燃剂广泛应用于建筑行业,用于制造耐火门窗、电缆套管等产品。
近年来,建筑行业的快速发展带动了对聚氯乙烯用阻燃剂的市场需求。
3. 电子电器行业的发展随着电子电器产品的普及和使用频率的提高,对聚氯乙烯用阻燃剂的需求也在不断增加。
电子电器行业对产品的安全性要求高,因此对阻燃剂的需求也在增加。
4. 新材料和技术的应用随着科技的进步和创新,新型阻燃剂的研发应用为聚氯乙烯用阻燃剂市场提供了新的机遇。
新材料和技术的应用不仅提高了聚氯乙烯制品的阻燃性能,还降低了成本,进一步推动了市场的发展。
市场竞争格局聚氯乙烯用阻燃剂市场存在着一定的竞争格局。
主要竞争者包括国内外知名化工企业,以及一些专注于阻燃剂生产的中小型企业。
市场竞争主要表现为产品质量、价格、供货能力和技术支持等方面。
市场前景展望聚氯乙烯用阻燃剂市场在未来仍具有较大的发展潜力。
随着建筑行业和电子电器行业的快速发展,对阻燃剂的市场需求将继续增长。
此外,环保和安全意识的提高也将促使聚氯乙烯用阻燃剂市场规模的扩大。
未来市场的发展还将受到新材料和技术的影响,推动聚氯乙烯用阻燃剂市场向高效、环保和可持续方向发展。
阻燃剂是一类用于减少材料燃烧或延缓火势蔓延的化学物质或材料。
它们在防火安全、材料科学和工程领域发挥着重要作用。
以下是阻燃剂的发展历程的主要里程碑:
19世纪末至20世纪初:阻燃剂的最早形式可以追溯到19世纪末,当时人们开始使用一些天然物质,如氯化铵和氯化铵氢钠等,来防止棉花和纺织品的燃烧。
20世纪40年代:在20世纪40年代,有机阻燃剂开始广泛应用,其中最著名的是溴化物阻燃剂,如八溴联苯(八溴联苯,BDE-209)和八溴二苯醚(PBDEs)。
它们被广泛用于家具、电子设备和建筑材料等领域。
20世纪60年代:由于有机阻燃剂可能对环境和人体健康产生不良影响,人们开始寻找更安全的替代品。
六氯环十二烷(HBCD)等新型阻燃剂应运而生。
20世纪80年代至90年代:随着环保意识的增强,人们更加关注阻燃剂的环境和健康影响。
一些国家逐渐禁止或限制使用部分有机阻燃剂,加强了阻燃剂的研究和开发。
21世纪初:人们开始寻找更绿色、更环保的阻燃剂,如无卤素阻燃剂。
这些阻燃剂不含卤素元素,对环境和健康的影响较小。
一些新型材料和技术也被应用于阻燃剂的开发。
近年来:随着科学技术的进步,纳米材料、生物技术和材料工程等领域的发展,新一代阻燃剂不断涌现。
研究人员正在努力提高阻燃效能、减少环境影响,并寻找更多适用于不同材料和应用领域的阻燃剂。
总的来说,阻燃剂的发展历程一直在不断演进,从最初的天然物质到有机阻燃剂,再到无卤素阻燃剂,不断追求更安全、更环保、更高效的阻燃技术,以满足不同领域对防火性能的需求,并保护环境和人体健康。
阻燃剂其按元素种类分为:卤系、磷系、卤-磷系、氮系、硅系、铝镁系等,按化学结构分为无机阻燃剂、有机阻燃剂、高分子阻燃剂等,按阻燃剂与被阻燃材料关系分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃剂共混改性的方法。
PP(聚丙烯)阻燃常采用的阻燃剂包括:铝镁系阻燃剂,即氢氧化镁、氢氧化铝;磷系阻燃剂,红磷母粒等;氮系阻燃剂MCA、MA等;有些还采用有机硅阻燃剂。
聚丙烯质地发脆,抗冲击性能不算太好,如果在聚丙烯中引入相溶性差或无机材料客观上起到了填充作用,往往会使聚丙烯的机械性能更加恶化,拉伸强度、冲击强度可能会远远不能满足指标,目前改善的方法常采用增韧剂增韧,增韧剂价格高,增韧的同时材料的刚性又变差,很可能失去使用聚丙烯原本价值。
所以对于聚丙烯最好不采用或尽量少采用无机填充方式改性或降低成本,在充分利用其自身特点同时适当改进性能指标为上策。
做阻燃聚丙烯通常采用的阻燃剂有卤系,无机的氢氧化镁、氢氧化铝;磷系,红磷等;氮系MCA、MA等及有机硅系。
氢氧化镁等属于无机阻燃剂,阻燃机理是燃烧时释放出结合的水,同时高填充量也降低了有机材料的可燃性。
用氢氧化镁等阻燃优点是环保性好,不释放烟雾,不产生有害和有争议的气体,成本低廉。
缺点是添加量大,V0级别阻燃标准一般添加比例≥65%,这样高的添加量可以认为阻燃的PP中无机填料占到整个体系的2/5以上。
直接导致的后果是阻燃PP比重大,超过1.5 ;拉伸强度由普通未阻燃PP的23左右下降到18以下;伸长率由23左右下降到1.3 ;冲击强度由15下降到1左右。
严重恶化了PP的性能。
所以往往被采用在软化点要求高而其它性能可以忽略的场合。
红磷也是PP阻燃常采用的阻燃剂,相比氢氧化镁等阻燃剂的高填充红磷阻燃剂有明显优势。
其一般添加比例在8%-12%可以做到离火自熄,经过包覆处理的红磷吸潮性和易燃性大为改观。
可以经受300 ℃以下的温度,在加工过程中一般不易着火。
ABS的阻燃及其应用常州轻工职业技术学院摘要:本文主要概述阻燃ABS的意义,阐述ABS树脂的燃烧机理及阻燃的方法,概括了阻燃ABS 的分类及应用,最后是对阻燃ABS是前景进行了展望。
关键词:ABS 阻燃阻燃剂概述ABS 树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,它由接枝共聚物(以聚丁二烯为主链,以苯乙烯、丙烯腈共聚物为支链)、苯乙烯与丙烯腈的无规共聚物(AS 树脂)以及未接枝的游离丁二烯三种主要成分构成,因此它不单纯是这三种单体的共聚物或混合物。
ABS 树脂不仅具有韧性、硬度、刚性相均衡的优良力学性能,而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性等性能。
作为最重要的工程塑料,是目前产量最大、应用最广的聚合物共混物,被应用于机械、电器、交通等诸多领域中。
考虑到ABS在居民住宅、家电、管道等方面有广泛的使用,这使树脂的阻燃特性显得尤为重要。
一、研究阻燃ABS的意义ABS树脂中,能表现三种组分之间的协同性能:丙烯晴组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度,丁二烯表现的特性是抗冲击强度,苯乙烯表现的特性是加工流动性,光泽性。
这三组分的结合,优势互补,使ABS树脂具有优良的综合性能, 刚性好,冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良,较好的热稳定性和化学稳定性、较好的流动性,易于加工,加工尺寸稳定性和表面光泽好,容易涂装,着色,还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工。
ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。
ABS是一种用途极广的热塑性工程塑料,在ABS消费结构中主要是家用电器、机械配件、办公用品和用具等。
主要有电视机、电冰箱、洗衣机、电风扇、空调、计算机、复印机、电话、吸尘器等,此外还有汽车、摩托车和管道等。
上述用途中ABS主要做内外壳体、支撑和各种零配件。
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。
阻燃剂在灭火方面的应用随着各行各业对安全性要求越来越高,阻燃剂的应用也越来越广泛。
阻燃剂是一种能够减缓火势蔓延速度的化学物质。
在灭火方面,阻燃剂具有很多优势,本文将从以下几个方面介绍阻燃剂的应用。
阻燃剂的分类阻燃剂按照其结构和性质的不同,可以分为以下几类:1.熔融阻燃剂:该类阻燃剂的分子中具有两种以上的可燃性原子,加热时这些原子先燃烧,消耗热量,从而减缓火势蔓延速度。
2.气相阻燃剂:该类阻燃剂通过释放一些化学物质来吸收热量,从而防止火势扩散。
3.溶液阻燃剂:这类阻燃剂通常是在可燃液体中添加的,一旦遇到高温,会产生化学反应,起到抑制燃烧的作用。
阻燃剂在灭火方面的作用阻燃剂在灭火方面有以下几个作用:1. 阻止火势扩散阻燃剂在火灾现场可以起到阻止火势扩散的作用,减缓火势的蔓延速度。
此外,阻燃剂还会引发化学反应,使其变得粘稠和黏滞,从而减少火势的蔓延。
2. 吸热冷却阻燃剂可以通过释放化学物质,吸收空气中的热量,降低燃烧温度,从而扼杀火灾。
在一些不易燃烧的物质中添加阻燃剂后,由于燃烧时放出的气体可以被化学物质吸收,这就使得燃烧温度降低,火势得到抑制。
3. 防止再燃阻燃剂在灭火后还可以通过形成的防护层防止物品再次着火,起到较好的防再燃作用。
一些针对可燃物的阻燃剂可以将可燃物变成不燃物,从而彻底防止火灾再次发生。
阻燃剂的应用领域阻燃剂在消防和安全方面应用最为广泛,常用于以下几个领域:1.建筑保护:加入阻燃剂可以减轻建筑材料燃烧时产生的烟气,减少火势蔓延速度,从而保护人员生命财产安全。
2.电子行业:在一些高温处添加阻燃剂可以防止电子产品起火或产生火灾。
3.交通运输:阻燃剂可以增加汽车等交通工具的安全性,防止发生火灾。
结论阻燃剂在消防和安全领域的应用越来越广泛。
在灭火方面,阻燃剂可以起到阻止火势扩散,吸热降温,防止再燃的作用,从而有效地控制火势。
在未来,阻燃剂的研究和应用方式将逐渐深入,带来更多具有实际应用价值的成果。
阻燃剂的分类及发展趋势
【摘要】本文介绍了阻燃剂的分类,总结了各种阻燃剂存在的缺点及其改进方向,指出今后阻燃剂的发展趋势。
【关键词】阻燃剂;分类;趋势
0 引言
高分子材料越来越广泛地应用于建筑、化工、军事及交通等领域。
由于高分子材料的易燃性,阻燃技术因此受到全球性的关注。
从20世纪60年代起,一些发达国家开始生产和应用阻燃塑料。
20世纪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。
1 阻燃剂的分类
阻燃剂种类繁多,按照其组成可分为:有机阻燃剂和无机阻燃剂。
具代表性的阻燃剂是卤系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。
1.1 卤系阻燃剂
卤系阻燃剂是含有卤素元素并以卤素元素起阻燃作用的一类阻燃剂[1]。
卤系的四种卤系元素氟(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)的最大优点是阻燃效率高、用量少、相对成本较低。
此外,溴系阻燃剂与材料的相容性较好,因而我国的阻燃剂仍以卤系阻燃剂为主[2],主要包含氯系和溴系,占整个阻燃剂体系的80 %以上。
但是,卤系阻燃剂在高温、明火情况下会放出卤化氢等具有腐蚀性的有毒气体并伴有浓烟[3],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。
1.2 磷系阻燃剂
磷系阻燃剂根据磷系阻燃剂的组成和结构以及作用机理,可分为无机磷系阻燃剂、磷系膨胀型阻燃剂和有机磷系阻燃剂三大类[4]。
无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵等磷-铵阻燃剂。
红磷对
多种高聚物都有很好的阻燃效果,自1965 年被发现后一直备受关注。
红磷作为阻燃剂能以较低的用量使大多数高聚物具有良好的阻燃性能,处理过程稳定,既可以在气相中产生自由基阻燃,也可以在凝固相中形成炭层阻燃。
目前通过对红磷的表面处理、稳定化处理及包覆处理使红磷的吸湿性、自燃温度、释放磷化氢量、粉尘爆炸浓度、落高自燃及与高聚物的相容性等性能得到极大的改善。
但红磷因其自身的颜色,使其在纺织行业的应用受到限制。
膨胀型阻燃剂是以磷、氮为主要阻燃元素的阻燃剂,该类阻燃剂由酸源(脱水剂)、碳源(成碳剂)和气源(发泡剂)三部分组成。
这一体系早就被用作防火涂料,但是人们在近几年内才认识到其膨胀特性。
其作用机理是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。
这一技术基本克服了许多传统阻燃剂存在的缺点,被誉为阻燃技术的一次革命,受到了阻燃界的一致推崇,是今后阻燃材料发展的主流。
有机磷化合物是添加型阻燃剂,它具有阻燃增塑双重功能,该类阻燃剂燃烧时产生的偏磷酸可以形成稳定的多聚体,覆盖于可燃材料表面隔绝外部氧气进入和内部可燃性气体溢出,起到阻燃作用。
其阻燃效率高,可达溴化物的4~7倍。
磷系阻燃剂具有低卤、无卤、低烟、低毒的特性,其用量少,效率高,符合阻燃剂的发展方向,在阻燃剂领域倍受关注,在我国具有较大的发展潜力和空间。
但是由于磷系阻燃剂自身的一些缺陷,如一些阻燃剂相容性差、表面处理技术不够完善、有机磷系多为液体、挥发性大、发烟量大、热稳定性较差[5]等,促使其应用受到了限制。
因此,对磷系阻燃剂的研究还有待继续加强。
1.3 氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂
氢氧化铝及氢氧化镁阻燃剂是最常见的无机阻燃剂,具有无毒、稳定性好,高温下不产生有毒气体,还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点,而且价格低廉,来源广泛。
氢氧化铝的脱水吸热温度较低,约为235~350℃,因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著。
氢氧化镁阻燃剂在适量添加时,可显著减缓PE、PP、PVC及ABS等的热分解温度,具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。
但是氢氧化镁分解温度较高,在340~490℃左右,吸热量也较小,对抑制材料温度上升的性能比氢氧化铝差,对聚合物的炭化阻燃作用却优于氢氧化铝,因此两者复合使用,互为补充,其阻燃效果比单独使用更好。
但由于无机阻燃剂是填料型的,在树脂中添加量较大,往往会不同程度地影响材料的加工性能和机械力学性能。
因此,对传统的无机阻燃剂进行改性研究已成为目前比较热门的研究课题,无机阻燃剂的微胶囊化、表面改性、少尘或无尘化和协同效应等,已成为解决这一问题的良策。
1.4 锑系阻燃剂
三氧化二锑、胶体五氧化二锑和锑钠是锑系阻燃剂的主要产品[6],其中广泛应用的是三氧化二锑。
它是一种典型的添加型无机阻燃剂,主要用于塑料制品和纺织织物的阻燃,亦可用作橡胶、木材的阻燃剂。
其阻燃机理是三氧化二锑在燃烧期首先熔融,熔点为665℃,在材料表面形成保护膜隔绝空气,通过内部吸热反应降低燃烧温度,在高温状态下三氧化二锑被氧化,稀释了空气中氧浓度,从而起到阻燃作用。
不含卤的锑化合物本身几乎没有阻燃作用,但当它们与含卤有机化合物一同使用时,便构成了非常有效的锑/卤阻燃协效体系。
我国锑储量占据世界首位,对于发展锑系阻燃剂十分有利,研究开发超细、高纯白的锑氧产品是目前发展的重点。
2 新型阻燃剂的发展趋势2.1 无卤化趋势
近几年,美国、英国、挪威、澳大利亚已制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品使用所释放的酸性气体进行规定,取代卤素阻燃剂开发无卤阻燃剂已成为世界阻燃领域的趋势。
无机阻燃剂及以磷基为主的无机阻燃剂成为无卤阻燃剂开发的主要趋势。
2.2 抑烟化、减少有害气体趋势
据研究表明,火灾中死亡者80%是材料燃烧放出的烟和有毒气体造成的。
此外,烟能降低可见度,使人们迷失方向,妨碍人们逃离现场。
使用阻燃剂虽可以降低可燃性,减少火灾发生的可能性,但不一定能减少烟气及毒性,因而研究如何合理的选择阻燃剂和阻燃体系,并降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量,成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一。
2.3 纳米阻燃剂趋势
纳米阻燃聚合复合材料是纳米材料中的一个重要分支,纳米阻燃体系最为显著的特点是相对于传统普通阻燃剂,只需添加极少量(小于5%)的纳米阻燃剂,即可显著降低材料的阻燃性能,并且纳米阻燃剂的加入还使得材料的机械性能提高,而普通阻燃剂的加入会大大影响材料的力学强度。
随着纳米技术的不断发展,陆续有新的纳米阻燃体系出现并得到迅速发展,纳米阻燃技术已成为阻燃领域的一个重要研究热点。
2.4 新型卤素阻燃剂的发展趋势
尽管卤素阻燃剂存在缺点,但由于其阻燃效率高,价格可被用户接受,特别是溴系阻燃剂在阻燃领域内举足轻重的地位,而且目前找不到能取代它的适用的阻燃体系,完全取代它不很容易。
因此,新型溴系阻燃剂的开发一直都没停止过,目前乃至今后的发展趋势是提高分子量,改进分子结构,添加防滴落助剂,提高耐热性、耐喷霜性、加工性和卫生安全性,同时寻找多溴二苯醚的代用品也将受到重视。
3 结束语
目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上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,推动阻燃剂工业将朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。
【参考文献】
[1]唐若谷,黄兆阁.卤系阻燃剂的研究进展[J].科技通报,2012,28(1):129-131.
[2]陆云.卤系阻燃剂在防火材料中的应用及前景[J].消防技术与产品信息,2009,10:41-42.
[3]靳永利.无机阻燃剂的发展与应用[J].化学工程与装备,2012,10:130.
[4]黄沙.磷系阻燃剂的现状与发展前景[J].四川化工,2010,13(5):24-27.
[5]周逸潇,杨丽,毕成良,韩新宇,张宝贵.磷系阻燃剂的现状与展望[J].天津化工,2009,23(1):1-4.
[6]刘福来,杨敏.无机阻燃剂的分类及研究现状[J].中国非金属矿工业导刊,2006.。