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聚烯烴阻燃添加劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-11-18 10:46:00 |
目前，聚烯烴阻燃添加劑種類較多，根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可將聚烯烴阻燃添加劑分為以下幾類：
（1）按所含阻燃元素可將聚烯烴阻燃添加劑分為鹵系、磷系、磷-氮系、硅系、銻系、硼系和鋁鎂系等幾類聚烯烴阻燃添加劑，其中鹵系聚烯烴阻燃添加劑是目前世界上產(chǎn)量最大的聚烯烴阻燃添加劑之一，具有添加量少、阻燃效果顯著的特點(diǎn)，從而在阻燃領(lǐng)域占有重要地位。
（2）按聚烯烴阻燃添加劑組分的不同可將聚烯烴阻燃添加劑分為無機(jī)鹽類聚烯烴阻燃添加劑、有機(jī)聚烯烴阻燃添加劑和有機(jī)、無機(jī)混合聚烯烴阻燃添加劑三種。其中無機(jī)聚烯烴阻燃添加劑是一種無鹵聚烯烴阻燃添加劑，具有安全性高、抑煙、無毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，主要包括無機(jī)水和金屬化合物、銻系聚烯烴阻燃添加劑、硅系聚烯烴阻燃添加劑、無機(jī)磷系聚烯烴阻燃添加劑和可膨脹石墨等；有機(jī)阻燃主要包括鹵素聚烯烴阻燃添加劑、磷系聚烯烴阻燃添加劑，該類聚烯烴阻燃添加劑因阻燃元素不同而具有不同的特性。
（3）按聚烯烴阻燃添加劑的使用方法和聚合物中的存在形態(tài)，則可分為添加型和反應(yīng)型兩大類，其中添加型以無機(jī)聚烯烴阻燃添加劑為主，反應(yīng)型主要是有機(jī)聚烯烴阻燃添加劑。
聚烯烴阻燃添加劑阻燃的基本原理。燃燒反應(yīng)一般有可燃物、氧氣及一定溫度三要素，且缺一不可。聚烯烴阻燃添加劑的作用機(jī)理應(yīng)在材料燃燒時(shí)抑制一種或一種以上要素的產(chǎn)生，達(dá)到阻止或減緩燃燒的目的。
每一種聚烯烴阻燃添加劑具體的阻燃機(jī)理是不同的，但阻燃的基本原理大致是相同的，減少熱分解過程中可燃性氣體的生成和阻礙氣體燃燒過程中的基本反應(yīng)，吸收燃燒域中的熱量，稀釋和隔離空氣，對(duì)阻止燃燒也有一定作用。聚烯烴阻燃添加劑的阻燃包括以下幾個(gè)主要過程。
有些聚烯烴阻燃添加劑在加熱過程中，其含有阻燃元素的化合物會(huì)發(fā)生吸熱脫水、相變、分解以及其他吸熱反應(yīng)，降低聚合物表面和燃燒區(qū)域的溫度，從而減慢高聚物的熱分解速度來起到阻燃作用。
材料在燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的可燃性氣體，如：一氧化碳。聚烯烴阻燃添加劑的存在，能產(chǎn)生大量的不可燃?xì)怏w，有效的稀釋可燃性氣體或空氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的阻燃作用。
有些阻燃材料（如磷酸、硼酸）加熱時(shí)熔融，在材料表面形成一層玻璃狀的膜，阻礙氧的供給，同時(shí)可起隔熱作用和降低可燃性氣體釋放量，從而產(chǎn)生阻燃效應(yīng)。
磷酸三(1,3-二氯異丙基)酯(阻燃劑TDCPP)物理化學(xué)性質(zhì)
外觀：無色粘性液體
熔 點(diǎn)：-64℃
沸 點(diǎn)：315℃
密 度：1.512
閃 光 點(diǎn)：249℃
折 射 率：n20/D 1.503
比重1.490-1.510
氯含量49.5％±0.5
顏色值 Max 100
水含量 0.10％Max
粘度（25℃）1500-1800CPS
酸度（毫克KOH /克 0.10 Max
磷酸三(1,3-二氯異丙基)酯(阻燃劑TDCPP)用途：
該產(chǎn)品具有高效阻燃劑，揮發(fā)性低，熱穩(wěn)定性高，耐水，耐堿穩(wěn)定易溶于多數(shù)有機(jī)物質(zhì)，加工性能好，用塑，防潮，防靜電，防拉，防壓縮性能。廣泛用于不飽和聚酯，聚氨酯泡沫塑料，環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂，橡膠，軟質(zhì)聚氯乙烯，合成纖維等塑料和涂料在高溫?zé)峤猓梢杂米魅榛瘎┖头辣瑒?/span>
在聚合物燃燒過程中，大量生成的自由基加快氣相燃燒反應(yīng)。如能設(shè)法捕捉并消滅這些自由基，就可控制燃燒，起到阻燃效果。氣相燃燒反應(yīng)的速度與燃燒過程中產(chǎn)生的自由基 HO?和 H?的濃度有密切關(guān)系。
氣相聚烯烴阻燃添加劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的自由基，抑制燃燒過程的進(jìn)行，達(dá)到阻燃目的。自由基與塵埃顆粒表面接觸，可能失去活性，在塵埃顆粒表面可發(fā)生下述反應(yīng)：H?+O2?-HO2，在塵埃顆粒表面生成大量活性比 H?，HO?等低得多的自由基 HO2，從而達(dá)到抑制燃燒的目的。
總的看來，聚烯烴阻燃添加劑主要通過吸熱冷卻、稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應(yīng)等途徑，來實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的阻燃，其中前三種為物理效應(yīng)，后一種為化學(xué)效應(yīng)。物理效應(yīng)有吸熱、稀釋可燃物質(zhì)和隔離空氣的作用等；化學(xué)效應(yīng)有炭化作用、消除自由基作用和磷酞化作用等。
無機(jī)水合金屬類化合物主要有氫氧化鎂[Mg(OH)2]，氫氧化鋁[Al(OH)3]、水滑石[Mg6Al2(OH)16CO3?4H2O]、鋁酸鈣[3CaO?Al2O3?6H2O]等。這類物質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好、阻燃、無毒、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、發(fā)煙量小、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
氫氧化鋁（ATH）是問世最早的無機(jī)聚烯烴阻燃添加劑之一，也是國(guó)際上聚烯烴阻燃添加劑中用量最大的一種。其阻燃機(jī)理是：①向聚合物中添加氫氧化鋁，降低可燃聚合物濃度；②在250℃左右開始脫水，吸熱，抑制聚合物升溫；③分解生成的水蒸氣稀釋了可燃?xì)怏w和氧氣濃度，可阻止燃燒進(jìn)行；④在可燃物表面生成Al2O3，可阻止燃燒。
但ATH有添加量大的缺點(diǎn)，通常需要加入50%以上才能顯示很好的阻燃效果。氫氧化鎂的阻燃機(jī)理與ATH 相似。與ATH相比，其熱穩(wěn)定性和抑煙性能都明顯優(yōu)于ATH。
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