阻燃劑的種類有很多,按成分大體可以分成有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑兩類。其中有機(jī)阻燃劑包括鹵系阻燃劑、磷-氮型阻燃劑、有機(jī)磷系阻燃劑、有機(jī)硅系阻燃劑等。我們就阻燃劑的阻燃機(jī)理選取幾類進(jìn)行介紹。
鹵系阻燃劑是有機(jī)阻燃劑中一個(gè)重要成員,它的主要成分是鹵素有機(jī)物。在高溫條件下高分子降解產(chǎn)生的自由基是維持有機(jī)物燃燒的因素,而鹵系阻燃劑在受熱分解時(shí)產(chǎn)生的鹵化氫(HX)氣體可以捕捉自由基,從而達(dá)到阻止火焰擴(kuò)散的目的。此外,鹵化氫本身不能燃燒而且密度比空氣大,在高分子材料表面形成一層氣體屏障,阻隔高分子材料與氧氣的接觸。
磷-氮型阻燃劑以磷、氮為主要元素。這類阻燃劑又稱為膨脹型阻燃劑,原因是這類阻燃劑在受熱時(shí),表面能夠生產(chǎn)一層均勻的碳質(zhì)泡沫層,起到隔離熱、氧的作用。膨脹型阻燃體系一般由酸源(脫水劑),碳源(成炭劑)和氣源(氮源、發(fā)泡源)三個(gè)部分組成。受熱后,由酸源放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機(jī)酸; 溫度進(jìn)一步升高,無機(jī)酸與多元醇(碳源)發(fā)生反應(yīng)生成酯類,并且處于粘稠的熔融狀態(tài)。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(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(shí),多元醇和酯脫水炭化,形成無機(jī)物及炭殘留物,隨著溫度升高和反應(yīng)的進(jìn)行,體系膠化和固化,最后形成多孔的碳質(zhì)泡沫層。
無機(jī)阻燃劑主要有可膨脹石墨、氫氧化物、紅磷或聚磷酸鹽等,一般情況下是幾種不同無機(jī)物混合使用。在高溫下,膨脹石墨迅速膨脹,該高聚物表面形成堅(jiān)韌的碳層,可以將可燃物與熱源隔開;氫氧化物受熱吸收大量熱量而放出水蒸氣,稀釋可燃?xì)怏w,同時(shí)生成耐火金屬氧化物;紅磷或聚磷酸鹽燃燒生成聚偏磷酸玻璃體,可以覆蓋在燃燒體表面形成保護(hù)膜,同時(shí)形成的磷酸有很強(qiáng)的脫水性,可以將聚合物碳化形成碳隔離層。
綜上可以發(fā)現(xiàn),阻燃劑的作用可以歸納為(1)吸收燃燒所放出的熱量,(2)釋放不能燃燒氣體,稀釋、隔離可燃和助燃?xì)怏w,(3)生產(chǎn)與有機(jī)物自由基其反應(yīng)的成分,(4)形成固體隔離層。
阻燃劑對(duì)于環(huán)境的危害,使得世界各國紛紛出臺(tái)相應(yīng)的法律法規(guī)限制阻燃劑的使用量。目前我國出臺(tái)了《塑料家具有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)》(GB28481-2012),對(duì)多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚的使用做出了每Kg不得超過1g的規(guī)定。
近年來,隨著人們對(duì)防火安全的重視和對(duì)阻燃要求的日益提高,阻燃劑行業(yè)得到迅猛發(fā)展。而越來越高的生活環(huán)境要求以及愈來愈嚴(yán)格的阻燃標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法規(guī)將是阻燃劑行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。因此,在提高阻燃性能的同時(shí),開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境友好型阻燃劑,提高阻燃劑的成碳性,是阻燃劑行業(yè)發(fā)展的新思路。同時(shí),推進(jìn)阻燃劑生產(chǎn)、使用的法律化和標(biāo)準(zhǔn)化,也是規(guī)范阻燃劑行業(yè)的必要途徑。
資訊來源于 阻燃劑供應(yīng)商 揚(yáng)州晨化新材料股份有限公司