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膨胀型阻燃剂（EFR）
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-2 19:28:42 |
在可用于橡胶的无卤阻燃系统中，膨胀型阻燃剂（EFR）是研究得较多和被认为是有工业应用前景的阻燃系统之一。含IFR的阻燃橡胶受高热或燃烧时，可在其表面形成膨胀炭层，因而具有优异的阻燃性能，且成炭率与阻燃性间成一定的线性关系。
而且，含IFR的橡胶在燃烧时，不易产生熔滴，烟量和有毒气体生成量也大幅度降低，有时甚至可低于未阻燃的基材。IFR通常以磷-氮为活性组分，不含卤，也不需与锑化合并用。IFR含有酸源、炭源及气源三个组分，各组分单独用于橡胶时，阻燃效能不佳，但三源共同使用时，可显著提高橡胶的氧指数及UL94V阻燃等级。
另外，以IFR阻燃橡胶时，用量比较大，否则不能形成表面全部被覆盖的炭层。所以，对很薄的橡胶制品，IFR的使用受到局限。
现在已开发出了一系列可用于橡胶的IFR，其中最普通的酸源是APP（常为包覆型），其他还有磷酸酯、磷酸、硼酸等；最常见的炭源是季戊四醇或双季戊四醇，其他还有淀粉、糖、糊精、某些高聚物等；最方便的气源是蜜胺，其他还有脲、双氰胺、聚酰胺等，但三源必须有适宜的比例。
不过，这种经典的IFR有一定的水溶性（特别是当APP的聚合度较低时），被阻燃材料的阻燃性往往不易通过耐水性试验。如果采用聚磷酸蜜胺或焦磷酸蜜胺代替一部APP，IFR的耐水性及耐热性均得以提高。因为聚磷酸蜜胺与焦磷酸蜜胺的氮含量远高于APP，所以前两者与APP及季戊四醇或双季戊四醇即可形成IFR，而不需另外加入气源。
另外，如果在被阻燃材料中已有炭源存在，则IFR中有时也不必加入炭源。现在已有很多市售的IFR，它们都是几种组分的混合物。还有一些所谓单分子IFR，系集三源于同一分子内。此类IFR还多处于实验室研制阶段，只有极小量的工业生产，如季戊四醇双磷酸酯双蜜胺盐即一例。但即使是单分子IFR，其中三源的比例也很难正好适合，所以使用时还需与其他有关组分复配。
另外，膨胀石墨也常用于橡胶中，与APP构成IFR，如APP/膨胀石墨（4/1，m/m）已用于阻燃丁基橡胶和聚丁二烯橡胶。而且，单一的膨胀型石墨也已用于阻燃天然橡胶与乙烯一醋酸乙烯酯共聚物。
磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂，面上大多数产品为白色片状结晶，改产品为白色结晶性粉末，也更用于溶解于有机溶剂。产品生产出口厂家主要分布在江苏丶浙江，目前磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)生产出口厂家价格以江苏为主。
在橡胶中以APP为阻燃剂时，常将其包覆，且宜采用长键Ⅱ型APP，并常与其他阻燃剂（如ATH等）并用，例如APP+ATH系统是丁基橡胶有效的低毒、低烟阻燃剂。无卤磷酸酯实际上是橡胶的阻燃增塑剂，用它们阻燃橡胶时，其中芳基能赋与橡胶较好的阻燃性，但材料低温柔顺性降低，烷基的作用则相反，而烷基芳基磷酸酯则能兼顾橡胶的阻燃及低温性能。一般而言，上述磷酸酯用于阻燃橡胶时，挥发性和迁移性均较大，与橡胶相容性也欠佳，用量不宜过大。为了使橡胶达到所需的阻燃级别，很少用单一的磷酸酯，通常与是其他阻燃组分并用。含卤磷酸酯的阻燃作用甚优，因为其中的卤含量很高（30%～50％），磷含量也有10％左右，不过正在对它们的危害性进行评估。
由于膨胀型阻燃剂（EFR）需要适应聚合物的加工温度﹐因此不能象膨胀型阻燃涂料那样只覆盖于被阻燃材料的表面﹐所以膨胀型阻燃剂（EFR）应具备以下性质﹕
1.热稳定性好﹐能够经受聚合物加工过程中200oC以上的高温﹔
2.由于聚合物热降解要释放出大量挥发性物质亲形成残渣﹐因而该过程不应对膨胀发泡过程产生不良影响﹔
3.尽管膨胀型阻燃剂（EFR）可均匀分布在聚合物体系中﹐但在材料燃烧时要能形成一层完全覆盖于材料表面的膨胀炭层﹔
4. 膨胀型阻燃剂（EFR）必须与被阻燃物有良好的兼容性﹐不能与聚合物和添加剂发生不良作用﹐不能过多恶化材料的物理机械性能。也就是说﹐阻燃剂必须与聚合物相匹配才能有效的发挥其阻燃作用﹐这种匹配包括热行为﹑受热条件下的生成物质等。
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