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環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑三要素
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-17 11:34:34 |
只有環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑三要素（酸源、炭源、氣源）以適當比例存在時，才有較好的膨脹效果和阻燃性能。環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑的殘重（成炭性）可以看作其阻燃性能優(yōu)劣的指標之一。
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑三要素1.酸源：一般指無機酸燃燒時生成酸的鹽類，如磷酸、硫酸、硼酸及磷酸酯等
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑三要素2. 炭源：含碳的多元醇化合物，如季戊四醇，乙二醇，酚醛樹脂等
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑三要素3. 發(fā)泡源：一般指含氮的多炭化合物，如尿素、雙氰胺聚酰胺等。在受熱或火焰作用下，酸源、炭源與氣源通過化學反應迅速形成具有隔熱隔氧功能的多空狀炭阻擋層，后者可組織火焰的傳播。是基材免于進一步降解、燃燒從而獲得更好的阻燃效果。但是存在著吸濕性大、起始分解溫度低，分散性差、塑料相容性差等缺點。
Ⅱ系列較Ⅰ和Ⅲ系列阻燃性能好，說明在一定的范圍內(nèi)磷含量增大，阻燃性能明顯增強。但磷含量增大，阻燃劑的吸濕性也隨之增強，因此實驗中Ⅱ1的組成配比較好。
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑對環(huán)氧樹脂阻燃性能的影響。隨著環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量的增加，EP的OI大幅增大，當環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量增至40%時，OI達27.3%。OI增速先快后緩，環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量達20%后，OI增速趨于平緩。
其原因在于微膠囊紅磷環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑雖可先于EP分解成一層多孔的均勻炭層覆蓋在其表面，從而起到阻燃作用，但環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑自身的熱能釋放會導致燃燒時間的延長，影響阻燃性能的進一步提高。環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量在一定范圍內(nèi)對材料的力學性能影響較大。
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磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)主要用途:用作硝化纖維、醋酸纖維膜的阻燃性增塑劑、聚氯乙烯的增塑劑、粘膠纖維中的樟腦不燃性代用品。
隨著其用量的增加，材料的斷裂強度與斷裂伸長率急劇下降，當環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量從0增加到10%時，材料的斷裂強度從32.40MPa下降到26.88MPa，斷裂伸長率從9.94%下降到8.46%。這是因為環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑與EP體系的相容性較差。綜合考慮環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量對EP阻燃性能及力學性能的影響，確定當環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑用量為30%時，OI達到26.3%，且對EP體系的力學性能影響相對較小
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑（IFR）是一種環(huán)保的綠色阻燃劑，不含鹵素，也不采用氧化銻為協(xié)同劑，其體系自身具有協(xié)同作用。含環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑的塑料在燃燒時表面會生成炭質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙、防滴等功效，具有優(yōu)良的阻燃性能，且低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生，符合未來阻燃劑的研究開發(fā)方向，已經(jīng)成為國內(nèi)外最為活躍的阻燃劑研究領(lǐng)域之一。
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑(IFR)是一種以氮、磷為主要組成的復合阻燃劑，它不含鹵素，也不采用氧化銻作為協(xié)效劑，該類阻燃劑在受熱時發(fā)泡膨脹，故稱為環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑，它是一類高效低毒的環(huán)保型阻燃劑。20世紀90年代后，環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑的研究逐漸開始活躍，它被公認為是實現(xiàn)阻燃劑無鹵化的有效途徑之一，其在紡織品的阻燃整理中也極具潛力。
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭層，它是一個多相系統(tǒng)，含有固體和液體和氣態(tài)產(chǎn)物。炭層阻燃性質(zhì)主要體現(xiàn)在：使熱難于穿透凝聚相，阻止氧氣進入燃燒區(qū)域，阻止降解生成的氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物溢出材料表面。焦碳層形成過程為：在150℃左右，酸源產(chǎn)生能酯化多元醇和可作為脫水劑的酸；在稍高的溫度下，酸與碳源進行酯化反應，而體系中的胺基則作為酯化反應的催化劑，加速反應；體系在酯化反應前和酯化過程中熔融，反應過程中產(chǎn)生的不燃性氣體使已處于熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡，與此同時，多元醇和酯脫水碳化，形成無機物及碳殘余物，體系進一步發(fā)泡；反應接近完成時，體系膠化和固化，最后形成多孔泡沫炭層。
環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑應用于纖維和織物主要通過兩種方式，一是將阻燃劑配制成整理液，通過涂布等方式整理到織物表面，天然纖維大多采用此方法；二是將環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑作為一種共聚單體加入到聚合物中，大多用于合成纖維的阻燃。
合成一種具酸源、炭源和氣源三位一體的環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑是當今阻燃研究的一個熱點。此外，提高環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑的熱穩(wěn)定性，滿足聚合物高溫加工的需要，也是環(huán)氧樹脂膨脹型阻燃劑今后的發(fā)展方向。
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