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阻燃劑的阻燃原理
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-10-15 11:41:54 |
阻燃技術(shù)在我國已引起重視，現(xiàn)在需要按我國實際情況，逐步制定阻燃產(chǎn)品和測試方法的標準，健全和完善有關(guān)法規(guī)，從而推動阻燃劑的發(fā)展。目前，我國對阻燃劑的阻燃原理的研究還遠遠不夠，只有將原理研究透徹，阻燃劑和阻燃材料的開發(fā)才有針對性和目的性，達到“阻燃設(shè)計”的目標。另外，應(yīng)大力開發(fā)阻燃母粒，母粒具有添加量少、使用方便、成本低等特點，還可綜合多種功能。因此，開發(fā)多功能阻燃母粒是今后研究工作的主要內(nèi)容之一。
阻燃劑與其他塑料助劑不同，后者能提高塑料的性能，改善加工工藝，延長材料壽命。而阻燃劑不僅惡化塑料性能，而且增加加工困難、縮短使用壽命并提高生產(chǎn)成本。只有在火災(zāi)時阻燃劑才會發(fā)生效應(yīng)。因此，制定相應(yīng)的標準和法規(guī)顯得非常重要。
總之，對已有阻燃劑性能加大改進，選擇穩(wěn)定劑、爽滑劑、耐光劑等其他添加劑，或選擇增強材料以及采用復(fù)合技術(shù)來加以彌補已有阻燃劑存在的缺點。除此之外，還可以利用含水聚合物和無機高分子，通過聚合物的改性及難燃性材料的復(fù)合等技術(shù)，達到高聚物阻燃化的目的。
膨脹型阻燃劑的阻燃原理。膨脹型阻燃劑主要是以磷一氮系阻燃劑為主，在火災(zāi)的高熱作用下，膨脹型涂層的體積可增大幾百倍，形成一個多孔層，而孔中則充滿不燃氣體，故可作為隔熱和隔氧的屏障。膨脹型阻燃劑應(yīng)具備以下性質(zhì)：1、具有良好的熱穩(wěn)定性，能經(jīng)受聚合物加工過程中200℃以上的高溫；2、聚合物熱降解釋放出的揮發(fā)物形成殘渣時，不對膨脹發(fā)泡過程產(chǎn)生影響；3、在材料燃燒時要能形成一層完全覆蓋于材料表面的膨脹炭層；4、與被阻燃的高聚物有良好的相容性，不影響基材的性能。
無機阻燃劑的阻燃原理。無機阻燃劑以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主，具有分解溫度高、抑煙和氯化氫作用，目前國外工業(yè)發(fā)達的國家已大量使用無機阻燃劑，其中美國、日本、西歐無機阻燃劑消費量分別占阻燃劑總消費量的6O% 、64% 、50%。氫氧化鋁和氫氧化鎂都為白色粉末，相對密度在2．4左右，粒徑1～2Oum。氫氧化鋁開始脫水溫度200℃，氫氧化鎂開始脫水溫度340℃。
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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，縮短模塑時間，同時亦有助于提高阻燃效率。氫氧化鎂粒徑細，對設(shè)備磨損小，利于延長加工設(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，因此氫氧化鎂所占比例越來越大。氫氧化鎂與同類無機阻燃劑相比，具有更好的抑煙效果。氫氧化鎂在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中均無有害物質(zhì)排放，而且還能中和燃燒過程中產(chǎn)生的酸性與腐蝕性氣體。由于氫氧化鎂具有許多優(yōu)異特點，近1O多年國內(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，目前國外有近1O個國家的2O余家企業(yè)生產(chǎn)20多個品種，總年產(chǎn)能力約l7萬噸。許多國家目前仍在建設(shè)或計劃建沒氫氧化鎂新裝置。
聚合物/層狀無機物復(fù)合材料具有比傳統(tǒng)填充材料優(yōu)異很多的力學(xué)性能、熱性能、阻燃性能、各向異性等，日本豐田汽車公司已把尼龍-層狀硅酸鹽納米材料用來制造汽車發(fā)動機的配件，由于其具有高模量和高的熱變形溫度，產(chǎn)品具有高的硬度，良好的熱穩(wěn)定性。同時由于聚合物/層狀無機物納米復(fù)合材料具有良好的阻燃性，其潛在的應(yīng)用還包括飛機內(nèi)部材料，燃料艙，電子或電氣部件，護罩內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件，制動器和輪胎等。
含氮阻燃劑目前只是一個小品種量的阻燃劑，但由于它符合阻燃劑發(fā)展的潮流。含氮阻燃劑包括三大類：雙氰胺、蜜胺及其鹽、胍鹽(包括碳酸胍、磷酸胍、縮合磷酸胍和氨基磺酸胍)。
膨脹型阻燃劑主要指以磷、氮為主要組成的阻燃劑，它不含鹵素，也不采用氧化銻為協(xié)效劑。目前，國外已有商品化得膨脹型阻燃劑，如美國的Great Lakes公司開發(fā)的CN-329磷酸酯三聚氰胺鹽、美國Borg-Warner化學(xué)品公司研制的籠狀結(jié)構(gòu)的膨脹性阻燃劑(Melabis)等，但制造成本高，達到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用還有待時日。
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