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阻燃剂阻燃机理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-16 19:23:34
阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

阻燃剂阻燃机理1吸热作用。任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。

阻燃剂阻燃机理2覆盖作用。在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝O2,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

阻燃剂阻燃机理3抑制链反应。根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。

阻燃剂阻燃机理4不燃气体窒息作用。阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

Cas号:115-86-6

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

退税:目前磷酸三苯酯阻燃剂TPP退税为9%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。


氢氧化铝在205~230℃下受热分解放出结晶水,吸收大量的热,产生的水蒸气降低了聚合物表面燃烧速率,稀释了O2与降低可燃性气体的浓度而达到阻燃的目的[3]。新生的耐火金属氧化物(Al2O3)具有较高的活性,它会催化聚合物的热氧交联反应,在聚合物表面形成一层碳化膜,碳化膜会减弱燃烧时的传热、传质效应,从而起到阻燃的作用。另外,氧化物还能吸附烟尘颗粒,起到抑烟作用。该阻燃剂还具有阻涎滴,促碳化,不挥发,不渗出,能长期保留在聚合物中等功效。

氢氧化铝广泛应用于PP, PE, EVA等聚烯烃的阻燃改性中,尤其是电线电缆行业被广泛应用。对于对阻燃性能要求高的材料,为了达到阻燃的要求,需在高聚物复合材料中填充大量氢氧化铝(50%~60 %)这将导致复合材料的物理力学性能恶化。

考虑到阻燃作用是由化学反应所支配的,而相同量的阻燃剂,其粒径越小,比表面积就越大,阻燃效果就越好。随着氢氧化物粒度的减小,在相同添加量时氧指数迅速上升,材料越难燃烧。超细化、纳米化是一个主要研究开发方向。

纳米Al(OH)3的合成方法主要是液相共沉淀法。采用Al(NO3)3和氨水变速滴加混合法可得到了颗粒尺寸小于5nm的Al(OH)3沉淀,而利用超重力反应沉淀法则可得到粒度可控、粒度分布窄的纳米级Al(OH)3。

无机阻燃剂具有较强的极性和亲水性,与非极性聚合物材料相容性差,难以形成良好的固-固表而结合,为了改善因氢氧化物添加量的增大而恶化了基材机械性能,目前较多采用添加偶联剂,运用表面化学方法进行处理,使氢氧化铝和聚合物紧密地结合在一起,从而增强聚合物的综合性能。Al(OH)3常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。经乙烯-硅烷处理的Al(OH)3可提高交联乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性和抗湿性。另外,钛酸酯类和硅烷偶联剂可以并用,产生协同作用,阻燃效果较佳。

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