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【阻燃剂成分】塑料用阻燃剂分类及应用

文/王刚

一、阻燃剂

阻燃剂是将易燃物质阻燃,使易燃物质具有阻燃性的助剂。

阻燃剂有反应型阻燃剂和添加型阻燃剂之分,在塑料加工领域,主要以添加型阻燃剂为主,通过共混、涂覆等方式将基体树脂与被阻燃成分结合在一起,从而形成阻燃材料。

二、阻燃剂分类

目前用于塑料阻燃的阻燃剂的类型主要有溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、铵盐型无机阻燃剂、金属化合物阻燃剂等。

2.1溴系阻燃剂

溴系阻燃剂从被开发以来,由于其高效的阻燃性而风靡一时,在某些产品中是其他阻燃剂不可替代的。目前,溴系阻燃剂包括高溴单体型、元素复合型、高分子聚合型等种类。主要品种如表2-1所示:

2-1 溴系阻燃剂主要种类

溴系阻燃剂阻燃机理有气相阻燃、自由基捕捉、隔氧、吸热及成炭几种类型,其中自由基捕捉是指溴系阻燃剂受热分解过程中,溴成分能够捕捉燃烧链式反应过程中的活性自由基(如OH·、O·),生成惰性燃烧物质,从而覆盖在可燃物的表面,起到阻燃作用。

2.2磷系阻燃剂

磷系阻燃剂可以分为有机磷系阻燃剂与无机磷系阻燃剂。

2-2 磷系阻燃剂主要种类

磷系阻燃剂通常在气相和凝聚相同时发挥阻燃作用:一方面磷系阻燃剂受热分解释放出PO·、PO2·等自由基,终止链式反应;另一方面磷系阻燃剂持续受热脱水形成成炭物质,覆盖在塑料基材表面,隔绝空气,这样阻碍了可燃性气体的释放,减少了火焰对基材的热量反馈强度。

2.3铵盐型无机阻燃剂

近年来,随着我国环保政策的实施,无卤阻燃剂凭借其环境友好、添加稳定等特性而备受关注,无卤阻燃剂制备简单、生产安全。主要品种有APP、MCA、MP、MPP等,这类阻燃剂在应用过程中,由于其铵盐的亲水特性,所以所阻燃产品的耐水性或电性能要特别注意。

MCA阻燃剂

该类阻燃剂的阻燃原理以气相阻燃为主,凝聚相阻燃作用为辅,但是当与其他阻燃剂复合使用时,磷酸铵盐类阻燃剂通常会产生良好的凝聚相阻燃作用。

2.4金属化合物阻燃剂

金属化合物从最初作为溴系协效剂的锑氧化合物,到广泛应用的氢氧化镁、氢氧化铝,以及具有优异抑烟性能的钼化合物,这些阻燃剂在整个阻燃助剂及阻燃材料领域占有非常重要的地位。

金属氢氧化物的阻燃原理是金属氢氧化物受热后,产生大量的水汽,在整个燃烧过程中吸收了大量的热量,从而降低火灾发生的可能。

三、阻燃剂应用

对于一个特定的阻燃塑料而言,如何选择高效、廉价而又不影响原有物料性能的阻燃剂是十分必要的。设计配方时要遵循主、副阻燃剂搭配及阻燃剂之间协同作用的原则。

3-1 各基体树脂适用的阻燃剂

总之,阻燃剂的阻燃机理各不相同,阻燃剂的品种已经达到几百种,新型的阻燃剂还在不断开发中,选择合适的阻燃剂是至关重要的。

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