无机阻燃剂的研究进展

《无机阻燃剂的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、无机阻燃剂的研究进展【摘要】无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不析出、不产住腐蚀性和有壽性气体等特点,且价格便宜，可利用的资源丰富，近年来得到了E速的发展。简单介绍了无机阻燃剂的种类及其阻燃机理、制备方法和处理技术，对今后无机阻燃剂的研究与应用方向提出了建议。【关键词】阻燃剂；机理；制备；技术1前言近儿十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到蓬勃发展，它们正迅速代替传统的钢材、金屈、水泥及木材、棉等天然聚合物，广泛应用于工业、农业、军事等国民经济的各个部门。大多数高聚物屈于易燃、可燃材料，在燃烧时热

2、释放速率大，热值高，火焰传播速度快，不易熄灭，冇时还产生浓烟和有毒气体，对环境造成危害，对人们的生命安全形成巨大威胁。因此，阻燃剂的存在是至关重要的。阻燃剂的品种繁多，按化淫组成可分为两大类：冇机阻燃剂和无机阻燃剂。无机阻燃剂为固体颗粒，也称为填充型阻燃剂。无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不析出、不产生腐蚀性和有毒性气体等特点，且价格便宜，可利用的资源丰富,近年来得到了飞速的发展。由于无机阻燃剂主要以填料形式使用，在蜩料屮的添加量较大，从而会不同程度地影响塑料制品的加工性能和力学性能。2无机阻燃剂2.1氢氧化

3、铝阻燃剂氢氧化铝(ATH)是问世最早的无机阻燃剂之一,也是国际上阻燃剂中用量最大的一种［1］。它具有阻燃、消烟、填充三大功能，不产生二次污染,能与多种物质产生协同作用，不挥发、无毒、无腐蚀性、价格低廉。氢氧化铝作为重要的无机阻燃剂一直高居阻燃剂消费量的榜首，广泛应用于各种塑料、涂料、聚氨酯、弹性体和橡胶制品中。目前全球氢氧化铝占无机阻燃剂消费量的80%以上,我国有多家企业生产。氢氧化铝也存在许多不足之处:氢氧化铝的阻燃效果随着添加量的增加而增强，但是填充量过大会降低物质的强度;氢氧化铝单位质量吸热量较大，分解温

4、度低在245〜320e的温度范围内完成脱水反应，因此只能适用于加工温度较低的聚合物。2.2氢氧化镁阻燃剂氢氧化镁(MH)是一种环保型绿色阻燃剂，具冇阻燃、消烟、填充!安全等特点,其分解温度较高，在340e以上,可使犁料制品承受更高的加工温度，有利于加快挤出速度，缩短模塑周期,能满足多种塑料的加工成型［2］。除此以外,MH能中和燃烧过程屮产生的酸性与腐蚀性气体，在生产、使用和废弃过程屮无有害物质排放，对环境不造成污染。其分解后生成的氧化镁木身是良好的耐火材料,也能起阻燃作用。与ATH相比,MH具冇更好的热稳定性以

5、及更好的消烟能力。但也存在一些缺点:随着MH用量的增加，在槊•料制詁屮的分散性较差，制品的力学性能会随之下降;长时间放置在潮湿的空气中会发生反应，生成MgC03,不仅降低材料的阻燃性能，而月•易产生白斑使材料失去光泽。2.3硼酸盐硼酸盐系列［3］产品也是一•种常用的无机阻燃剂,冇偏硼酸鞍、五硼酸鞍、偏硼酸钠、氟硼酸钱、偏硼酸锁、硼酸锌。口前主要使用是硼酸锌产品，硼酸锌最早由美国硼砂和化学品公司开发成功，商品名为FireBrakeZB,因此简称FB阻燃剂，硼酸锌能够明显捉高制品的耐火性,目前材料耐燃性成为人们在阻

6、燃领域关注又一热点话题，目前国外许多国家制定系列耐燃规范,近年來我国也引起了重视。硼酸锌是一种冇效的、多功能阻燃剂、抑烟剂，是开发较早的无机阻燃剂品种，已应用于塑料、橡胶和涂料屮。硼酸锌在300°C开始释放出结晶水，这些释放出来的水蒸发吸收热量，并稀释了氧含量「硼酸锌同时可在聚合物表层形成碳化层，述可以与其他金屈化合物在材料表而形成硼酸盐隔离层，这些，都可以起到阻燃作用。硼酸锌能够替代有毒的氧化锁应用于多种合成材料中，同时硼酸锌也口J作为涂料的耐火添加剂和木材、纺织材料的耐火添加剂等。硼酸锌与含卤阻燃剂并用，有

7、协同阻燃作用，同吋可以抑烟。因而，硼酸锌在某些用途中可与三氧化二钮并用，部分代替三氧化二钮。3无机阻燃剂的阻燃机理无机阻燃剂一般都是在气相或凝聚相发挥阻燃作用，其阻燃机理可以归纳为以下几个效应。3.1无机阻燃剂的冷却效应某些无机阻燃剂，如氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、层状双氢氧化物(LDHs)等，在受热时会分解，这类分解反应会吸收大量的潜热，由此会降低材料表面的实际温度而使聚合物降解为低分子的速率减慢，减少可燃物的产生［4］。3.2无机阻燃剂的稀释效应多数无机阻燃剂在燃烧温度下都能释放出H20、C02、

8、NH3、N2等非可燃性气体，这些气体可同时稀释可燃性气体和表而氧气的浓度而使得燃烧不能进行,起到气相阻燃效杲;此外无机阻燃剂的填充量大，不挥发，一定程度卜•可稀释固相中口J燃物质的浓度，从而提高了制品的阻燃性［5］。3.3无机阻燃剂的隔断效应无机阻燃剂形成隔离膜［6］的方式有两种:其一，利用阻燃剂的热降解产物促使聚合物表而迅速脱水炭化，进而形成炭化层,单质炭不会发生蒸发燃烧和分解燃烧,