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卤系阻燃剂阻燃机理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-4 15:17:14
卤系阻燃剂(特别是溴系阻燃剂)的最大优点就是阻燃效率高、用量少、相对成本较低。研究表明,当某种材料的氧指数大于25%时,该材料不易燃烧,当氧指数大于27%时,材料具有自熄性。

卤系阻燃剂阻燃机理可以解析为以下三个方面

卤系阻燃剂阻燃机理①阻隔降温:由于卤系阻燃系的C—X的键能低,它的分解温度基本与材料的热分解温度一致,阻燃剂受热分解时,其间吸收一部分热量,降低了温度,同时,分解生成的卤化氢气体HX的密度大于空气,可以排挤走材料周围的空气,形成氧渗屏障。

卤系阻燃剂阻燃机理②终止链反应:HX还可以与聚合物分解的自由基HO·反应生成卤系自由基X·,X·又可以与高分子链反应生成HX,如此循环,从而切断了HO·与氧的反应。

卤系阻燃剂阻燃机理③切断热源:阻燃剂的存在减弱了高分子链之间的范德华力,使材料在受热时处于粘流态,此时的材料具有流动性,而在受热流动时可以带走一部分火焰和热量,从而实现阻燃的效果。

膨胀性阻燃剂(IFR)主要可以分为可膨胀石墨阻燃剂(EG)、磷—氮系膨胀型阻燃剂等。可膨胀石墨既可单独使用也可与其他阻燃剂协同作用,协同作用可以使可膨胀石墨的阻燃效果大幅提高。磷-氮系膨胀型阻燃剂也可以通过加入其他材料对其性能进行改进。

膨胀型阻燃剂由酸源(一般指无机酸或者能在燃烧时原位生成酸的盐类)、碳源(一般是指多碳的多元醇化合物)、气源(含氮的多碳化合物)三部分组成,它不含卤素、也不采用氧化镁作为协同剂、热稳定性好、能够承受聚合物加工过程中200℃以上的高温。是一种新型复合阻燃系统,具有独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性。膨胀型阻燃剂符合当今要求阻燃剂少烟、低毒的发展趋势,被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。

阻燃机理: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。



磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


硅系阻燃剂:有机硅化合物也是氢氧化铝、氢氧化镁等有效阻燃增效剂,同时本身也是一种新型阻燃剂。有机硅阻燃剂兼有有机和无机的双重优点,具有防潮增水电气绝缘耐高低温化学稳定等优异性能。

用有机硅阻燃剂PP不仅可大大改善材料的阻燃抑烟性,而且可以提高材料的力学性能和电气性能。改善了材料加工性能及提高材料的机械强度、特别是低温冲击强度、为阻燃剂的无卤化、功能化提供了广阔的前景。阻燃机理:硅氧烷在燃烧时生成硅—碳阻隔层,起到阻燃效果。

目前全世界阻燃剂的需求量已超过220万t/a,市场价值48亿美元,已仅次于增塑剂。全球约65%-70%的阻燃剂用于塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材。据研究报告显示,未来几年全球阻燃剂将以4.7%的速度增长。

由于环境保护的要求越来越高,环保法规执法更加严格。已影响到欧洲和美国市场含氯、含氟和含溴阻燃剂的销售,发展中国家的阻燃剂市场份额明显上升。

目前国外的阻燃剂均以无机体系为主。其中在欧美所占市场份额都在55%以上,并且主要是氢氧化铝、氢氧化镁。。据估计,2007年至2011年西欧阻燃剂市场需求年均增速将达2.2%,到2009年需求量达50.5万t;北美阻燃剂市场需求年均增速约为3.2%,到2009年需求量达71.5万t,到2013年美国阻燃剂市场规模将达9亿美元。

我国的阻燃剂研制、生产起步较晚,但是发展速度却很快,在发达国家的阻燃剂以4%的速度增长时,我国以溴系阻燃剂为主体,将以15%速度快速增长。有机卤系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性和高含氯方向发展。

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