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无卤阻燃剂中的无机阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-10-19 12:58:32 |
２０世纪５０年代初期，Ｈｏｏｋｅｒ化学公司用反应性单体氯菌酸研制出阻燃不饱和聚酯，这一研究工作开辟了阻燃领域的新途径，随后新的含溴和（或）含磷的反应型阻燃单体不断出现。
自１９８６年以来，阻燃领域内开展了多溴二苯醚类阻燃剂的毒性与环境问题的争议，促进了十溴二苯醚类新型替代品的研究与开发。但是随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，阻燃剂的无卤化、 抑烟及减毒已经成为当前和今后阻燃剂研究领域的前沿性课题。目前国内外在该领域已经开展了大量的研究工作。２１世纪的新型阻燃剂必将会是无卤、高效、低烟、低毒、多功能的复合型阻燃剂。
无卤阻燃剂中的无机阻燃剂之氢氧化铝：氢氧化铝［Ａｌ（ＯＨ）３］，其用量占阻燃剂使用总量 的４０％以上。Ａｌ（ＯＨ）３本身具有阻燃、消烟、填充三个功能，因其不挥发、 无毒，又可与多种物质产生协同阻燃作用，被誉为无公害无机阻燃剂。
但是，Ａｌ（ＯＨ）３有添加量大的缺点，通常需要加入５０％以 上才能显示很好的阻燃效果。为了克服这一缺点，可采用改进造粒技术，向超细化方向发展，使粒度分布变窄；改进包覆技术以改善其在聚合物中的分散性；用大分子键合方式处理等方法进行。
无卤阻燃剂中的无机阻燃剂之氢氧化镁：氢氧化镁［Ｍｇ（ＯＨ）２］是目前发展较快的一种添 加型阻燃剂，低烟、无毒，能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体，故是一种环保型绿色阻燃剂。其阻燃机理与Ａｌ（ＯＨ）３相似。与Ａｌ（ＯＨ）３相比，Ｍｇ（ＯＨ）２的 分解温度比Ａｌ（ＯＨ）３高１００￣１５０℃，可用于加工温度高于２５０℃的工程塑料的阻燃，且还有促进聚合物成炭的作用，但要达到一定的阻燃效果，添加量需要在５０％以上，对材料的性能影响很大。为减少聚合物中Ｍｇ（ＯＨ）２的添加量，一种办法是将Ｍｇ（ＯＨ）２颗粒细微化，另一方法是采用包覆技术对Ｍｇ（ＯＨ）２表面进行改性，以提高其与聚合物的相容性。
无卤阻燃剂中的无机阻燃剂之红磷：红磷是一种性能优良的阻燃剂，具有高效、抑 烟、低毒的阻燃效果，但易吸潮、氧化、并放出剧毒的气体，粉尘易爆炸，呈深红色，因此使用受到很大的限制。为了解决上述这些缺点，对红磷进行表面处理是研究的主要方向，其中微胶囊化是最有效的方法。
磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性，具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
目前国际市场上已经有多种型号的微胶囊红磷产品，国内也进行了大量的研究，一般使用氢氧化铝、金属硫酸盐、合成树脂为包囊壁材，但是推向市场的并不多。今后红磷表面处理发展方向为：一是通过对包囊的囊材进行改性，使其同时兼具热稳定、增塑和阻燃等功能，发展多功能的微胶囊红磷阻燃剂；二是研究各种阻燃剂与红磷阻燃剂的有效复配关系，并使之微胶囊化，增加阻燃效果，提高材料力学性能；三是红磷具有抑烟效果，可以寻找合适的消烟剂与之进行复配，火灾中抑烟比防火更为重要，促进发展消烟技术。
无卤阻燃剂中的无机阻燃剂之可膨胀石墨：可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃 剂，它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理，然后经水洗、过滤、干燥后，再在９００￣１０００℃下膨化制得。可膨胀石墨膨胀的初始温度为２２０℃左右，一般在 ２２０℃开始轻微膨胀，在２３０￣２８０℃迅速膨胀，之后体积可达原来的１００多倍，甚至２８０倍。
可膨胀石墨在阻燃过程中主要起到以下作用： （１）在高聚物表面形成坚韧的炭层，将可燃物与热源隔开；（２）在膨胀过程中大量吸热，降低了体系的温度；（３）在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子，促进 脱水碳化，并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。可膨胀石墨与磷化合物、金属氧化物复合使用，能产生协调作用，加入少量就能达到阻燃目的。
无卤阻燃剂中的无机阻燃剂之聚磷酸铵（ＡＰＰ）：聚磷酸铵是一种性能良好的无机阻燃剂，是目 前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域，其外观为白色粉末，分解温度＞２５６℃，聚合度在１０￣２０之间为水溶性的，聚合度大于２０的难溶于水。ＡＰＰ比有机阻燃剂价廉、毒性低、热稳定性好，可单独或与其他阻燃剂复合用于塑料的阻燃。高温下，ＡＰＰ迅速分解成氨气和聚磷酸，氨气可以稀释气相中的氧气浓度，从而起阻止燃烧的作用。聚磷酸是强脱水剂，可使聚合物脱水炭化形成炭层，隔绝聚合物与氧气的接触，在固相起阻止燃烧的作用。
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