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無機(jī)類阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-15 10:23:18 |
無機(jī)類阻燃劑（inorganicflameretardnat）是耐高溫溶液加入超微無機(jī)金屬氧化物精細(xì)加工而組成。無機(jī)類阻燃劑主要是把具有本質(zhì)阻燃性的無機(jī)元素以單質(zhì)或化合物的形式添加到被阻燃的基材中，以物理分散狀態(tài)與高聚物充分混合，在氣相或凝聚相通過化學(xué)或物理變化起到阻燃作用。以開發(fā)研究的木質(zhì)阻燃元素主要有金屬M(fèi)g、Al、Ca，非金屬B、Si、N、P、Sb，鹵素及過渡元素Mo、V、Fe等，無機(jī)類阻燃劑主要有金屬水合物、紅磷、硼類化合物、銻類化合物等，無機(jī)類阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、效果持久、價格便宜等特點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。
無機(jī)類阻燃劑氫氧化鋁(簡稱ATH)阻燃劑，具有無毒、穩(wěn)定性好，高溫下不產(chǎn)生有毒氣體，還能減少塑料燃燒時的發(fā)煙量等優(yōu)點(diǎn)，而且價格低廉，來源廣泛。氫氧化鋁的脫水吸熱溫度較低，約為235~350℃，因此在塑料剛開始燃燒時的阻燃效果顯著。ATH在添加量為40%時，可顯著減緩PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)及ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的熱分解溫度，具有良好的阻燃及降低發(fā)煙量的效果。
添加50%的氫氧化鋁的聚烯烴，在日本主要用于制作食品包裝材料，添加60%氫氧化鋁的阻燃聚烯烴可用作建筑材料及汽車、船舶的內(nèi)部裝飾材料。
普通氫氧化鋁阻燃劑主要問題是所需填充量大，否則就無良好的阻燃效果，但填充量大必然導(dǎo)致樹脂混煉和成型時物料的流動性差，影響材料的加工性能和機(jī)械性能。氫氧化鋁顆粒經(jīng)表面處理后還可以改善與樹脂的相容性，因而適用于PE、PP、EVA(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)及加工溫度高的工程塑料PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)和PA(尼龍)。
氫氧化鎂(簡稱MDH)阻燃劑具有良好的阻燃效果，同時還能夠減少塑料燃燒時的發(fā)煙量，起到抑煙劑的作用。氫氧化鎂還具有安全無毒，高溫加工時熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。氫氧化鎂填充的塑料材料表面光潔明亮，色澤美觀大方。將氫氧化鎂阻燃劑用于PP塑料，添加量為50%時即具有良好的阻燃效果。在適量添加時，氫氧化鎂還是PP材料的高效消煙填料。但是氫氧化鎂分解溫度較高，在340~490℃左右，吸熱量也較小，因此對抑制材料溫度上升的性能比氫氧化鋁差，對聚合物的炭化阻燃作用卻優(yōu)于氫氧化鋁。因此兩者復(fù)合使用，互為補(bǔ)充，其阻燃效果比單獨(dú)使用更好。
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氫氧化鎂阻燃劑同樣有所需填充量大的缺點(diǎn)，大量的氫氧化鎂阻燃劑會降低塑料制品的強(qiáng)度以及其他性能。其次氫氧化鎂的耐酸性差，在酸中會很快溶解，也容易受乳酸影響而使制品表面留下指紋。
已經(jīng)采用超細(xì)化技術(shù)，表面處理等技術(shù)改善了氫氧化鎂阻燃劑的性能，開發(fā)出一系列優(yōu)質(zhì)高效的新產(chǎn)品。
紅磷是一種很好的無機(jī)類阻燃劑，同時還是氫氧化鋁/氫氧化鎂阻燃體系中常見的阻燃增效劑。紅磷的阻燃效率高、用量少、發(fā)煙量低、毒性小，具有非常廣泛的使用范圍。尤其對含氧聚合物的阻燃效果好，對PE、PP塑料的阻燃效果稍差，但與氫氧化鎂、氫氧化鋁阻燃劑同時使用時，可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)而起到良好的阻燃效果。
普通紅磷阻燃劑有吸潮、易著色、摩擦碰撞時易爆炸的缺點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)出顆粒用微膠囊包覆的紅磷阻燃劑，它是在紅磷微粒外包覆一層膜而使之成為膠囊，這種膠囊在加工時不會破裂，但塑料材料著火時，這層膜卻能立即融解而釋放出阻燃劑從而達(dá)到阻燃的目的。因此新型紅磷阻燃劑克服了以上幾種缺點(diǎn)，并且其阻燃效果與普通紅磷阻燃劑基本相同。微膠囊包覆方法還提高了紅磷在樹脂中的分散性能。
金屬水合物阻燃機(jī)理是:受熱分解時釋放出結(jié)晶水。這是個強(qiáng)吸熱反應(yīng)，吸熱量很大，可起到冷卻聚合物的作用，同時反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣可以稀釋可燃?xì)怏w，抑制燃燒的蔓延，且新生的耐火金屬氧化物(Al2O3、MgO)具有較高的活性，它會催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應(yīng)，在聚合物表面形成一層炭化膜，炭化膜會減弱燃燒時的傳熱、傳質(zhì)效應(yīng)，從而起到阻燃的作用。
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