无机阻燃添加剂在无卤阻燃中的应用[1]

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1、第19卷第2期甘肃联合大学学报(自然科学版)Vol.19No.22005年4月JournalofGansuLianheUniversity(NaturalSciences)Apr.2005文章编号:1672-691X(2005)02-0059-04无机阻燃添加剂在无卤阻燃中的应用罗居杰,雷自强(西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070)摘要:阻燃剂是高分子材料助剂研究中的一个热点,阻燃材料的环境安全性越来越受到重视.目前常用的卤系阻燃剂不具备环境安全性,而无机阻燃剂作为卤系阻燃剂的换代产品得到了快速的发展.本文简单概述

2、了无机类阻燃剂的阻燃机理、研究现状及其发展趋势.关键词:无机阻燃剂;阻燃;添加中图分类号:TQ314文献标识码:A快速发展的塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材相或凝聚相通过化学或物理变化起到阻燃作用已料及其制品替了传统的钢材、金属制品、水泥以及开发研究的木质阻燃元素主要有金属Mg、Al、木材、棉等天然聚合物,但高分子聚合物大多数属Ca,非金属B、Si、N、P、Sb,卤素及过渡元素Mo、易燃或可燃性材料,且燃烧时热释放速率大,热值V、Fe等,无机类阻燃剂主要有金属水合物、红[8]高,火焰传播快,不易熄灭,同时还会产生浓烟和磷、硼类

3、化合物、锑类化合物、钼类化合物等.有毒气体,对人们的生命安全造成极大威胁.因1金属水合物此,如何提高高分子聚合物材料的阻燃性能已成为一个急需解决的问题.无卤阻燃剂的金属水合物主要以氢氧化铝、为了提高高聚物的阻燃性能,人们提出了各氢氧化镁为主.因氢氧化铝、氢氧化镁具有填充种各样的阻燃方法:如提高其着火点温度,减小热剂、阻燃剂、发烟抑制剂三重功能.其阻燃机理是:释放速率,减慢火焰传播速度,减少毒性物质及烟受热分解时释放出结晶水,2Al(OH)3Al2O3气的生成等,也相应地研制了一大批阻燃助剂.就+3H2O,这是个强吸热反应,吸

4、热量很大可起到常用的阻燃剂,可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂冷却聚合物的作用,同时反应产生的水蒸气可以两大类,有卤系、磷系、硅系、卤磷系和氢氧化物稀释可燃气体,抑制燃烧的蔓延,且新生的耐火金等.而卤系、磷系、硅系为有机阻燃剂,它们虽然具属氧化物(Al2O3、MgO)具有较高的活性,它会催有阻燃性好,添加量少以及热稳定性高等优点,但化聚合物的热氧交联反应,在聚合物表面形成一因其合成步骤复杂,难以用固相合成法而不易分层碳化膜,碳化膜会减弱燃烧时的传热、传质效离,产率较低,价格也较高等原因而难以工业化生应,从而起到阻燃的作用.另外,此

5、类氧化物还能产,即使是已经工业化的卤系阻燃剂,虽然具有强吸附烟尘颗粒,起到抑烟作用.氢氧化物阻燃剂还效力的阻燃性和材料的强兼容性,但其燃烧时产具有阻涎滴,促碳化,不挥发,不渗出,能长期保留生的烟雾中含有氢卤酸,导致了单纯火灾所不能在聚合物中等功效.但是氢氧化物的阻燃效果与引起的对电路系统和其它金属物品的腐蚀,同时其添加量有密切的关系,聚合物阻燃性会随加入[1~7]卤化氢对人体又具有极大危害.为此无机阻量的增加而迅速增加,氧指数在26以上属难燃材燃剂的开发就显得尤为重要,尤其是绿色无机阻料,但高加入量必将影响基材的加工性能和力

6、学燃剂.机械性能,材料的兼容性也会大大地降低.目前,无机阻燃添加剂主要是把具有本质阻燃性的粒度超细化、表面改性处理和协同复合技术是3[9~12]无机元素以单质或化合物的形式添加到被阻燃的个主要发展方向.基材中,以物理分散状态与高聚物充分混合,在气1.1粒度超细化收稿日期:2004-09-10.作者简介:罗居杰(1976-),男,山西吕梁人,在读硕士研究生,主要从事阻燃材料的研究.*雷自强:通信联系人.60甘肃联合大学学报(自然科学版)第19卷近年来,Al(OH)3、Mg(OH)2的超细化、纳酸盐,磷酰胺以及磷)氮基化合物等.

7、含磷无机阻米化是主要研究开发方向,特别是纳米级材料.阻燃剂具有热稳定性好,不挥发,不产生腐蚀性气燃作用是由化学反应所支配的,而相同量的阻燃体,效果持久及毒性低等特点,获得了广泛的应[13,14]剂,其粒径越小,比表面积就越大,阻燃效果就越用.无机磷系阻燃剂是弱火焰抑制剂,对聚好.随着氢氧化物粒度的减小,在相同添加量时氧合物阻燃主要是以凝聚相阻燃为主,当气化进入指数迅速上升,材料越难燃烧.但在考虑粒度细化火焰时对火焰反应也有一定的阻缓作用,其受热的同时,还应注意聚合物的密度、机械加工性能和时分解为磷酸,偏磷酸以及氨和水等不燃性

8、气体.其使用性能,多方面综合优化,使聚合物材料的性偏磷酸进一步聚合为聚偏磷酸,熔融覆盖于基材能达到最佳.表面,能使聚合物脱水形成碳膜,起隔热阻燃作1.2表面改性用.红磷是其中最为主要的一种性能优良的阻燃无机阻燃剂具有较强的极性和亲水性,与非剂,它具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果.但在实际极性