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復(fù)合材料阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-1-6 13:29:44 |
添加型硅系復(fù)合材料阻燃劑在阻燃材料中占有重要的地位，添加型硅系阻燃劑分為有機(jī)硅系阻燃劑和無機(jī)硅系阻燃劑兩大類。有機(jī)硅系阻燃劑的研究主要通過改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)、提高分子量等來提高阻燃效果，改善成炭性能和被阻燃材料的加工及物理力學(xué)性能。無機(jī)硅系阻燃劑的研究，主要是提高其與被阻燃材料的相容性和增加阻燃效率。
有機(jī)硅系阻燃劑是一種高效、低毒、防熔滴、環(huán)境友好的非鹵阻燃劑，也是一種成炭型抑煙劑。成炭技術(shù)是阻燃技術(shù)的新發(fā)展方向之一。一般通過添加成炭劑促進(jìn)成炭或者促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生炭層而達(dá)到阻燃目的。
據(jù)相關(guān)報道，加入AI(OH)3或Si02可提高聚丙烯膨脹體系的絕熱性能，但極限氧指數(shù)(LOI)卻下降；添加一定量的有機(jī)硅化合物可使蜂窩狀炭結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和致密，提高了聚丙烯的極限氧指數(shù)。用Mg(OH)2阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)時，加入有機(jī)硅能改善Mg(OH)2在EVA中的分散性并增加炭化殘渣的生成量，進(jìn)一步提高EVA/Mg(OH)2有機(jī)硅體系的氧指數(shù)。所以，有機(jī)硅系阻燃劑能促進(jìn)炭的生成，提高炭層的穩(wěn)定性和改善炭層結(jié)構(gòu)，該炭層還具有一定的抑煙作用。
無機(jī)硅基添加劑（如二氧化硅）常用作填料。最近的研究發(fā)現(xiàn)，一定條件下，無機(jī)硅化合物無論作為聚合物的添加劑，還是與聚合物組成共混體，均具有較好的阻燃作用，但一般要與其他添加劑配合使用。
由于無機(jī)硅化合物資源豐富，取材方便，其阻燃的高聚物大多無毒少煙、燃燒值低、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷瑢Υ巳藗冞M(jìn)行大量研究，已研制出的阻燃系統(tǒng)有二氧化硅、玻璃纖維、徽孔玻璃和低熔點(diǎn)玻璃、二氧化硅／氯化錫、硅凝膠／碳酸鉀、硅酸鹽（如3Mg02?4Sio2?H2O、滑石、硅酸鋁）、聚磷酸銨(APP)、水合硅化合物/APP、硅氧烷／硼等，后兩種主要用作阻燃氯助劑。
有些無機(jī)硅系阻燃材料燃燒時，生成的二氧化硅在體系表面形成無定形硅保護(hù)層。NIST的研究人員發(fā)現(xiàn)：二氧化硅凝膠／碳酸鉀阻燃體系阻燃多羥基化臺物（如聚乙烯醇、纖維索等）燃燒時，如果生成多配位有機(jī)硅化合物，則引起聚合物交聯(lián)，而形成的含硅化合物茌燃燒時有可能生成含有Si-O-C鍵和Si-C鍵的保護(hù)炭層。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為白色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為白色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑。產(chǎn)品生產(chǎn)出口廠家主要分布在江蘇丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)出口廠家價格以江蘇為主。
在不含氧聚合物[如聚丙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、尼龍66等]中加入二氧化硅凝膠／碳酸鉀阻燃體系，燃燒時生成碳酸鉀玻璃保護(hù)層；當(dāng)體系中加入硅化合物和硼酸鋅，燃燒時則產(chǎn)生硅酸硼玻璃態(tài)物質(zhì)。
阻燃聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料阻燃劑。20世紀(jì)80年代末及90年代初興起的聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料開辟了阻燃高分子材料的新途徑，被國外有的文獻(xiàn)譽(yù)為塑料阻燃技術(shù)的革命。所謂聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料阻燃劑，是將以特殊技術(shù)制得的納米級（至少有一維尺寸小于1OOnm）無機(jī)物分散于聚合物基體（連續(xù)相）中形成的復(fù)合材料。
當(dāng)基體中無機(jī)物組分含量為5%～lO%時，由于納米材料極大的比表面積而產(chǎn)生的一系列效應(yīng)，使它們具有較常規(guī)聚合物／填料復(fù)合材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、吸氣性和透氣性低等，特別是這類材料的耐熱性和阻燃性也大為提高。因此，以聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料作為阻燃材料，不僅有可能達(dá)到很多使用場所要求的阻燃等級，而且能夠保持甚至改善聚合物基材原有的優(yōu)異性能。
目前人們已經(jīng)研究了多種阻燃的聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料，如PBT/黏土納米復(fù)合材料、PP/CaC03納米復(fù)合材料、環(huán)氧樹脂／黏土納米復(fù)合材料、聚毗咯／含硅無機(jī)物納米復(fù)合材料、聚合物／層狀硅酸鹽(LS)納米阻燃復(fù)合材料。
其中聚合物/LS納米復(fù)合材料阻燃劑(PSN)是目前研究最多、電是最有希望工業(yè)化的聚合物／無機(jī)物納米復(fù)合材料。納米級層狀硅酸鹽添加劑量少（一般為基材質(zhì)量的2%～5%），分散性好；添加劑與聚合物之間接觸面積極大且存在二者界面間的化學(xué)鍵，因而它們具有理想的粘接性能。
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