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高聚物材料阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-12-30 10:55:53 |
高樓大廈，雖說是鋼筋水泥結構，但室內大多鋪滿化纖地毯或塑料地板塊，墻面貼塑料壁紙，再加泡沫海綿沙發(fā)和床墊，塑料遮陽百葉窗以及一些含化學原料的家具和用品都是易燃物。地毯起火后，溫度高達兩千華氏度，產(chǎn)生的煙霧很快能使人窒息中毒。
隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，塑料、橡膠、纖維等高分子材料已滲透到國民經(jīng)濟及日常生活的各個角落。由于絕大多數(shù)有機高聚物的易燃性，使它們在電氣、交通、建材及家庭等領域應用時的防火安全問題也日益顯得突出。
對于高分子材料的阻燃問題已引起許多國家的普遍關注，如美國、日本等發(fā)達國家已陸續(xù)建立起許多有關高分子材料的阻燃法規(guī)和標準，并不斷地嚴格、升級。因此，大大刺激了高聚物材料阻燃劑的研制和開發(fā)。高聚物材料阻燃劑已成為精細化工產(chǎn)品家族中很重要的一員。本文擬就各種阻燃劑及對阻燃劑的評價和應用作一介紹。
原則上，能夠阻止高聚物材料燃燒的物質都可選作高聚物材料阻燃劑。但實際上，除阻燃性外，高聚物材料阻燃劑還必須具備下列條件：
1）熱分解溫度要高于高聚物的加工溫度（大約高出60℃左右）。
2）相溶性好。能夠與高聚物均勻混合，不析出。
3）對其施加對象的其他性能無嚴重不良影響。如機械性能、加工性能、熔融指數(shù)及各項強度等。
4）生產(chǎn)成本低、無毒，燃燒時不釋放有毒和腐蝕性氣體。
實際上，任何單一物質均難以滿足上述各種條件，好的阻燃劑往往由兩種以上物質協(xié)同使用，從而要求人們不僅僅是尋找有效的阻燃劑，還要研究其最佳配方。
按化學組成的不同，阻燃劑大致可以分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、無機阻燃劑三大類。
鹵系阻燃劑品種最多，應用面也最廣。鹵系中的氟化物由于價格高、阻燃效力差，非特殊情況一般極少作阻燃劑使用。碘化物雖然阻燃效力好，但由于不穩(wěn)定、易分解，而且價格高，因而也很少使用。唯有氯、溴才是作為鹵系阻燃劑中最重要、最普遍的元素。
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)品為白色片狀結晶，改產(chǎn)品為白色結晶性粉末，也更用于溶解于有機溶劑。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。
當前由于我國氯氣過剩，開發(fā)性能優(yōu)良的含氯或氯—溴兼有的阻燃劑，對防止高聚物引起火災有著無法估計的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義。
實驗表明，鹵系阻燃劑在單獨使用時，往往很難達到理想的阻燃效果，除非增加阻燃劑的用量?？墒亲枞紕┯昧考哟?，又給高聚物的機械性能、加工性能帶來不良影響。為解決這一矛盾，人們嘗試添加一些其他物質同鹵系阻燃劑混合使用，就可以較少用量獲得較好的阻燃效果——這就是協(xié)同效應，常用的增效劑有Sb、N、P等化合物、最常見的增效劑是Sb2O3。在表一中同時列出了一些增效劑。
磷系阻燃劑的特點是阻燃效力高，但由于它對高聚物的機械加工性能影響較大，因而不如鹵系阻燃劑使用廣泛。磷系阻燃劑包括無機磷阻燃劑和有機磷阻燃劑兩大類。
1．無機磷阻燃劑：最常用的是紅磷和聚磷酸銨。聚磷酸銨單獨使用或與鹵代物并用時，阻燃效果不大，當同其他磷化物或氯化物并用時，阻燃效能明顯提高。
在燃燒時，會發(fā)生以下變化：磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸玻璃體覆蓋于燃燒體表面，隔絕空氣。對于含氧的高聚物，聚偏磷酸還具有脫水作用，使高聚物脫水分解，生成致密的炭化層，使燃燒終止。
2．有機磷阻燃劑：這類阻燃劑主要包括磷酸酯、亞磷酸酯、磷化合物及鹵化磷等。這些化合物大多同氮、溴化合物并用以提高阻燃效果。如聚丙烯中添加4．5％氯化石蠟，4．5％亞磷酸乙烯酯，可通過ASTM—D635—56T燃燒試驗，如果不加氯化石蠟，即使加入15％亞磷酸乙烯酯，也達不到以上的阻燃效果。
磷化合物的一個突出優(yōu)點是防熔滴、發(fā)煙少，其中效果最佳的是鹵化磷，若與聚磷酸銨并用，效果更好。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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