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无机水合金属类化合物阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-12 13:21:52
无机水合金属类化合物阻燃剂主要有氢氧化镁[Mg(OH)2],氢氧化铝[Al(OH)3]、水滑石[Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O]、铝酸钙[3CaO·Al2O3·6H2O]等。

无机水合金属类化合物阻燃剂这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性 气体、 发烟量小、不产生二次污染等优点。

氢氧化铝(ATH)是问世最早的无机水合金属类化合物阻燃剂之一,也是国际上阻燃剂中用量最大的一种。其阻燃机理是: ①向聚合物中添加氢氧化铝,降低可燃聚合物浓度; ②在250℃左右开始脱水,吸热,抑制聚合物升温;③分解生成的水蒸气稀释了可燃气体和氧气浓度,可阻止燃烧进行;④在可燃物表面生成 Al2O3,可阻止燃烧。但ATH有添加量大的缺点,通常需要加入50%以上才能显示很好的阻燃效果。

氢氧化镁的阻燃机理与ATH相似。与ATH相比,其热稳定性和抑烟性能都明显优于ATH。氢氧化镁在更高的温度范围内才发生脱水反应,故可应用于阻燃高温分解型聚合物,应用范围较ATH更广。

红磷属于无机磷系阻燃剂,是该系阻燃剂中应用最广和研究最多的阻燃之一。Wu等对其阻燃机理进行了研究,认为红磷能以相对较低的浓度使大多高聚物具有很好的阻燃性能,处理过程稳定,并对基体的物理电性能没有影响。

它既可以在气相中产生自由基阻燃,也可以在凝相中形成泡沫阻燃。但是受热易生成剧毒气体磷化氢(PH3),粉尘易爆炸,且在聚合物中不易分散等缺陷,限制了该阻燃剂的应用。为此对红磷采用物理或化学方法进行改良,如 “包装”红磷颗粒,即微胶囊化红磷,使其缺陷得到弥补。

硼化合物是一种常用的无机阻燃剂,以硼酸锌产品为主要。该阻燃剂明显提高制品的耐火性,具有优良的阻燃、抑烟、熄灭电弧的性能,能使物品燃烧时散发较少的有毒、有害烟气。其阻燃主要机理是吸热及稀释作用,以及形成隔热层。


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。


硼酸锌在高于300℃时可失去结晶水,能够起到吸热冷却作用。硼酸锌中的锌约有38%以氧化锌或氢氧化锌的形式进入气相,对可燃性气体进行稀释,使其燃烧速率降低,进一步增加了其阻燃性。

一般硼酸锌阻燃剂与卤素化合物并用。在燃烧过程中,可燃物表面会覆盖一些不挥发的锌化物和硼酸,以隔绝空气。此覆盖层可抑制可燃性气体发生,同时也阻止了氧化和热的作用。锌化物的存在有利于脱水反应,另外,硼酸的存在能促使生成大量的碳,碳的增加也有利于减少可燃物的逸出,具有很好的抑烟效果。

三氧化二锑、胶体五氧化二锑和锑钠是锑系阻燃剂的主要产品,其中广泛应用的是三氧化二锑剂,主要用于塑料制品和纺织物的阻燃,亦可用做 橡胶、 木材的阻燃剂。

其阻燃机理一般认为:(1)氧化锑以液态或固态覆盖于燃烧物的表面,起到隔绝 空气的作用;(2 )由于氧化锑的熔融和挥发吸收热量而降低燃烧温度;(3)变为汽态后的氧化锑,在火焰中形成各种锑化物和卤素自由基,这些分解的产物能消散火焰的能量,改变燃烧的化学过程,从而起到抑制的作用。

阻燃剂是助剂中发展最快的品种之一。绿色与环保是当前世界工业发展的趋势,是未来阻燃剂研究方向的重要依据。阻燃剂在现代社会中的重要性不容忽视,但随着世界上一系列环保政策出台,其发展应用不同程度地受到了限制。

阻燃剂目前正处在产品结构调整转型时期,一部分阻燃剂将退出历史舞台,而新型阻燃剂将层出不穷。我国的阻燃剂工业正朝着环保化、低毒化、多功能化方向发展,为建设我国的资源节约型、环境友好型具有中国特色社会主义社会增砖添瓦。

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