3000字 无卤阻燃剂的研究与应用进展.doc

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1、无卤阻燃剂的研究与应用进展胡鑫高分了材料与工稈专业0902班学号090103033摘要综述了无卤阻燃剂具有阻燃、安全、无毒、对环境基本无污染等优点，H前己迅速推广。应用尢机金属化合物阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂及氮系阻燃剂等儿类新型的无卤阻燃剂的H前研究发展情况，简要介绍了其有关阻燃机理及将来的发展方向。关键词：无卤阻燃剂阻燃机理阻燃技术应用进展引言高分子材料用途广泛，但儿乎所有的高分子材料都易燃烧，一部分高分子材料燃烧吋会产生大量的有害气体和烟雾，由此而带来的火灾隐患已成为全球关注的问题。高分子材料阻燃剂应运血生，浪系阻燃剂是最早使用的一类阻燃剂，由于价廉、阻燃

2、效率高和优杲的性价比等特点，在阻燃剂屮占主导地位。当前，卤素阻燃剂仍占主导地位，但其发烟量大,燃烧时释放出卤化氢气体，进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害⑴，欧盟已从2006年7月1H起，在电子产殆屮停止使用滉系阻燃剂。基于以丄原因，H前科学家和技术人员更多的关注于无卤阻燃剂的研究上，对无卤阻燃剂的研究己成为热点1阻燃剂作用机理燃烧吋，阻燃剂在高分子材料表面形成一层覆盖膜，阻止了热和物质的传递,进而阻止燃烧。形成覆盖膜的方式有两种：一种是阻燃剂在高温下分解成不挥发的玻璃状致密物质，覆盖在高分子材料的表而，起到隔离作用；另-•种是在高温下，阻燃剂的热降解产物

3、促进高分子材料表面迅速脱水炭化，形成炭化层，利用单质炭不产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，达到阻燃的效果。1.2冷却作用高温时，阻燃剂发生脱水吸热，相变、分解或其他吸热反应，降低了高分子材料表面和燃烧区域的温度，阻止或减缓了高分子材料的热降解，降低了可燃性气体产生量，最终破坏了维持高分子材料持续燃烧的条件，达到阻燃FI的。1.3游离基的捕获作用高分子材料在燃烧过程屮产生大量的游离基0•和0H•,促进了气相燃烧反应，如果能够设法消除这些游离基，切断游离基的连锁反应，就可以控制燃烧,从而达到阻燃的FI的。1.4稀释作用有些阻燃剂在燃烧时分解放出不燃性气体，稀释了可燃气体和燃

4、烧区域内氧气的浓度，阻止或减缓了燃烧。阻燃剂分散在凝聚相的高分子材料屮（特别是使用量较大的无机阻燃剂）也降低了可燃性基材的浓度。一般阻燃剂大多数具有两种或两种以上的作用功能。2常用的无卤阻燃剂2.1无机金属化合物阻燃剂无机类金属化合物阻燃剂屮最具代表性的是氢氧化铝"，占无机阻燃剂的80%以上，它具有阻燃、消烟、填充三个功能，不产生二次污染，乂能与多种物质产生协同效应，不挥发、无毒、腐蚀小、价格低，被誉为无公害阻燃剂。其阻燃机理为：ATH作为填充剂使可燃性高分子材料浓度降低，在300°C吸热脱水，抑制了基材温度的升高，脱水形成的水蒸气稀释了可燃性气体和氧气的浓度，抑制

5、燃烧，ATH脱水后在基材表而生成金属氧化物覆盖层，起隔离作用，从而阻止了继续燃烧。2.2磷系阻燃剂磷系阻燃剂帀*是阻燃剂屮最重耍的一•种，2000年我国生产的阻燃剂40%是磷系阻燃剂。磷系阻燃剂分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类，无机磷系阻燃剂主要有红磷、磷酸：鞍盐和聚磷酸鞍等，其稳定性好、不挥发、不产生腐；蚀性气体、毒性较小、阻燃效果持久，有机磷系阻燃剂主耍包括磷酸酯、氧化麟、含磷杂环化合物和缩聚磷酸酯等，有机磷系阻燃剂具有阻燃和增塑双重功效。日本谱人化学丁业公司开发了一种新型的磷系无卤阻燃剂，其结构式如图1一小*r—将70%-99%热塑性树脂与1%~30%

6、的阻燃剂捏合、挤出，得到的试片经测试，阻燃性能可达到UL94V-0级，并且耐水性良好。磷系阻燃剂的阻燃机理为：磷系阻燃剂高温燃烧吋生成磷酸或聚磷酸，在燃烧物的表面形成高粘度的熔融玻璃质覆盖层，磷酸或聚磷酸促进燃烧物表面脱水炭化，形成多孔质的发泡炭化层，隔离了热和物质的传递，在燃烧屮分解成的P0•或HP0•等游离基在气相状态下捕获活性H•或0H•游离基，起到阻燃作用。2.3硅系阻燃剂最近大量的研究表明，硅系阻燃剂按组成和结构分为无机硅类和有机硅类阻燃剂，无机硅类主要是Si02,兼有补强和阻燃作用。阻燃机理是：半高分子材料燃烧时形成SiO,覆盖层，起隔热和屏蔽作用，由于

7、阻燃效率不高，很少单独使用。含硅阻燃剂与其它阻燃剂共同使用，可达到很好的协同阻燃效果⑺。硅磚酸与口制膨胀阻燃剂"28协效阻燃聚内烯，实验发现阻燃剂NP28添加量为25%吋氧指数为30.5,血阻燃剂总量25%,其屮含硅餌酸1.5%时氧指数可达34.5,为uL94V-0级，可见随着硅餌酸的加入，阻燃效果显著。曰本信越化学有限公司和GE东芝有机硅股份有限公司开发了-•种新型的有机硅阻燃剂叫其结构示意图5所芳环化合物XIS-IX图2有机硅阻燃剂与传统的有机硅阻燃剂札I比较，该类阻燃剂用在POPnJ'人幅度提高其阻燃性能。无卤膨胀型阻燃剂（IFR）是现今发展较快的一类新型