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無(wú)機(jī)阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-6 17:03:53 |
無(wú)機(jī)阻燃劑以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主，目前國(guó)外已大量使用無(wú)機(jī)阻燃劑，其中美國(guó)、日本、西歐無(wú)機(jī)阻燃劑消費(fèi)量分別占阻燃劑總消費(fèi)量的60％、64％、50％。
氫氧化鋁和氫氧化鎂都為白色粉末，相對(duì)密度在2.4左右，粒徑1～20μm。氫氧化鋁開(kāi)始脫水溫度200℃，氫氧化鎂開(kāi)始脫水溫度340℃。氫氧化鎂熱分解溫度高，比氫氧化鋁高出140℃，可以使添加氫氧化鎂的合成材料能承受更高的加工溫度，利于加快擠塑速度，縮短模塑時(shí)間，同時(shí)亦有助于提高阻燃效率。氫氧化鎂粒徑細(xì)，對(duì)設(shè)備磨損小，利于延長(zhǎng)加工設(shè)備使用壽命。由于氫氧化鎂與氫氧化鋁相比有許多優(yōu)點(diǎn)，因此氫氧化鎂所占比例越來(lái)越大。氫氧化鎂與同類(lèi)無(wú)機(jī)阻燃劑相比，具有更好的抑煙效果。氫氧化鎂在生產(chǎn)、使用和廢棄過(guò)程中均無(wú)有害物質(zhì)排放，而且還能中和燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的酸性與腐蝕性氣體。
氫氧化鋁和氫氧化鎂作為阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)，用量一般在40％～60％，這嚴(yán)重影響了材料的機(jī)械性能。均勻分散就成為加工工程中最為重要的問(wèn)題。選擇出性能優(yōu)良的表面改性劑，對(duì)氫氧化鎂的表面改性，是氫氧化鎂使用前的首要工作。目的是使粒子的表面活性提高，改善分散性，提高阻燃效果、提高與高分子材料相容性、提高抗沖擊性能與熱性能。
近年來(lái)無(wú)機(jī)阻燃劑中的氫氧化鎂阻燃劑越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于氫氧化鎂具有許多優(yōu)異特點(diǎn)，近10多年國(guó)內(nèi)外關(guān)于氫氧化鎂的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究十分活躍，目前國(guó)外有近10個(gè)國(guó)家的20余家企業(yè)生產(chǎn)20多個(gè)品種，總年產(chǎn)能力約17萬(wàn)噸。許多國(guó)家目前仍在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)氫氧化鎂新裝置。
在實(shí)際使用中配合了阻燃劑的塑料材料在燃燒時(shí), 產(chǎn)生的有害氣體和煙塵大大地影響了人們逃離、救助、滅火等措施。從以往發(fā)生火災(zāi)的教訓(xùn)來(lái)看, 在全力開(kāi)發(fā)阻燃劑的同時(shí), 以低毒性、低發(fā)煙性為目標(biāo)的無(wú)機(jī)類(lèi)阻燃劑氫氧化鎂頗為引人注目。
氫氧化鎂 [Mg( OH )2, 簡(jiǎn)稱(chēng)[ MH ]屬于添加型無(wú)機(jī)阻燃劑, 與同類(lèi)無(wú)機(jī)阻燃劑相比, 除使高分子材料獲得優(yōu)良的阻燃效果之外, 還能夠抑制煙霧和鹵化氫等毒性氣體的生成, 即氫氧化鎂具有阻燃、消煙和填充三重功能, 同時(shí)賦予材料無(wú)毒性, 無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)[1]。氫氧化鎂阻燃劑可廣泛地應(yīng)用于聚丙烯、聚乙稀、聚氯乙烯和 ABS等塑料行業(yè).
磷酸三苯酯阻燃劑tpp具有良好的透明性、柔軟性以及抗菌性，具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好的優(yōu)點(diǎn)。主要用于纖維素樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、天然橡膠和合成橡膠的阻燃增塑劑，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和軟片、硬質(zhì)聚氨酯泡沫、酚醛樹(shù)脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
氫氧化鎂的阻燃機(jī)理：氫氧化鎂在受熱時(shí)（340-490度）發(fā)生分解吸收燃燒物表面熱量到阻燃作用；同時(shí)釋放出大量水分稀釋燃物表面的氧氣，分解生成的活性氧化鎂附著于可燃物表面又進(jìn)一步阻止了燃燒的進(jìn)行。
氫氧化鎂的消煙機(jī)理：氫氧化鎂在整個(gè)阻燃過(guò)程中不但沒(méi)有任何有害物質(zhì)產(chǎn)生，而且其分解的產(chǎn)物在阻燃的同時(shí)還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產(chǎn)生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物，從使燃燒很快停止的同時(shí)消除煙霧、阻止熔滴，是一種新興的環(huán)保型無(wú)機(jī)阻燃劑。
當(dāng)今世界環(huán)保要求越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境友好的環(huán)保型阻燃劑受到各國(guó)重視，有關(guān)研究、合作開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)活動(dòng)十分活躍，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入巨資進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，國(guó)際合作頻頻開(kāi)展，除通用品種外，各種專(zhuān)用、復(fù)配型新產(chǎn)品層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域不斷開(kāi)拓。我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)保型阻燃劑的應(yīng)用研究，促進(jìn)我國(guó)阻燃劑的生產(chǎn)與發(fā)展，滿(mǎn)足我國(guó)飛速發(fā)展的塑料工業(yè)的需求，同時(shí)加快我國(guó)阻燃劑工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。
聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無(wú)機(jī)阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領(lǐng)域，其外觀(guān)為白色粉末，分解溫度>256℃，聚合度在10-20之間為水溶性的，聚合度大于20的難溶于水。
APP比有機(jī)阻燃劑價(jià)廉，毒性低，熱穩(wěn)定性好，可單獨(dú)或與其它阻燃劑復(fù)合用于塑料的阻燃。高溫下，APP迅速分解成氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起阻止燃燒的作用。聚磷酸是強(qiáng)脫水劑，可使聚合物脫水炭化形成炭層，隔絕聚合物與氧氣的接觸，在固相起阻止燃燒的作用。
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