阻燃劑
關注創建者：非金非土非木 創建時間：2021-02-04
阻燃劑的實例教程
無鹵阻燃劑燃燒時發煙量小，不產生有毒、腐蝕性氣體。無鹵阻燃添加劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。這兩類化合物，燃燒時不揮發、不產生腐蝕性氣體，被稱為無公害阻燃劑。下面凱茵化工為大家介紹一下無鹵阻燃劑的阻燃原理：
1.吸熱作用
任何燃燒在較短的時間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應就會得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發生了強烈的吸熱反應，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發揮其結合水蒸汽時大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。
無鹵阻燃劑
2.覆蓋作用
在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃氣體向外逸出的作用，從而達到阻燃目的。如有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更趨穩定的交聯狀固體物質或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止其內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。
3.抑制鏈反應
根據燃燒的鏈反應理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區，捕捉燃燒反應中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發出來。
展開 正是由于氫氧化鋁與聚合物的極性不同，才導致了其阻燃型復合材料物理機械性能下降。而超細納米化的 3 Al(OH) 增強了界面的相互作用，可均勻 地分散在基體樹脂中，更有效地改善了共混料的力學性能。
三、復配協同
在實際生產應用中，單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷，而且使用單一的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。阻燃劑的復配技術就是在磷系、鹵系、氮系和無機阻燃劑之間，或某類內部進行復合化，尋求最佳的經濟和社會效益。阻燃劑復配技術可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處，使其性能互補，達到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理機械性能等目的。
四、交聯
交聯高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多。在熱塑性塑料加工時添加少量交聯劑，能使塑料變成部分網狀結構，可改善阻燃劑的分散性，有利于塑料燃燒時產生結炭作用，提高阻燃性能，并能增加制品的機械、耐熱等性能。
五、微膠囊化
將微膠囊化應用于阻燃劑是近年來發展起來的一項新技術。微膠囊化的實質是把阻燃劑粉碎分散成微粒，用有機物或無機物進行包囊，形成微膠囊阻燃劑，或以表面很大的無機物為載體，將阻燃劑吸附在這些無機物載體的空隙中，形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。溴類環保阻燃劑的微膠囊化有以下優點：可改善阻燃劑的穩定性;可改善阻燃劑與樹脂的相容性，使材料的物理機械性能降低的現象得以改善;可大大改善阻燃劑的多種性能，擴大其應用范圍。
六、納米阻燃技術
有些納米材料具有阻止燃燒的功能，將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中，利用其特殊的尺寸和結構效應，可以改變可燃材料的燃燒性能，使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術可以改變阻燃機理，提高阻燃性能。由于納米粒子的顆粒尺寸很小，比表面積很大，它所表現的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特征，為設計和制備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
展開 阻燃劑的分類
阻燃劑按化學成份可以分為有機阻燃劑和無機阻燃兩大類。
有機阻燃劑又分為磷系和鹵系兩個系列。由于有機阻燃劑存在著分解產物毒性大、煙霧大等缺
點，正逐步被無機阻燃劑所替代。無機阻燃劑主要品種有氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻、氧化錫、氧化鉬、鉬酸銨、硼酸鋅等，其中以氫氧化鋁和氫氧化鎂因分解吸熱量大，并產生H2O可起到隔絕空氣作用，其分解后氧化物又是耐高溫物質，故二種阻燃劑不僅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不產生腐蝕性鹵氣及有害氣體、不揮發、效果持久、無毒、無煙、不滴等特點。
2.氫氧化鎂的阻燃機理
氫氧化鎂在受熱時(340-490度)發生分解吸收燃燒物表面熱量到阻燃作用;同時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一步阻止了燃燒的進行。氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子
燃燒所產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消除煙霧、阻止熔滴,是一種新興的環保型無機阻燃劑。氫氧化鎂阻燃劑通過受熱分解時釋放出結合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度,具有抑制聚合物分解和對所產生的可燃氣體進行冷卻的作用。
3.氫氧化鎂阻燃劑的特點
氫氧化鎂Mg(OH)2,白色固體粉末，不溶于堿性物質,受熱分解為氧化鎂和水，加熱到340℃時開始分解，430℃時分解速度最快，到490℃時完全分解。氫氧化鎂晶體屬于2價金屬水合物族,晶體結構是層狀的C d I 2型,形成連續的六邊形，Mg2+層和O H-層互相重疊,每個鎂離子被6個氫氧根離子配合從而形成Mg(OH)6八面體。
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1、溴系阻燃劑
大部分溴系阻燃劑在200-300℃下會分解，此溫度范圍正好也是聚丙烯的分解溫度范圍，所以在聚丙烯受熱分解時，溴系阻燃劑也開始進行分解，并能捕捉其降解反應生成的自由基，從而延緩或終止燃燒的鏈反應。
同時釋放出的HBr本身是一種難燃氣體，這種氣體密度大，可以覆蓋在材料的表面，起到阻隔表面可燃氣體的作用，也能抑制材料的燃燒。
溴系阻燃劑的主要缺點是降低被阻燃基材的抗紫外線穩定性，燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體，使其應用受到了一定限制。
2、磷-氮系阻燃劑
磷-氮系阻燃劑又稱膨脹型阻燃劑，含有這類阻燃劑的高聚物受熱時，表面能夠生成一層均勻的碳質泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并防止產生熔滴現象，故具有良好的阻燃性能。膨脹型阻燃體系一般由三個部分組成：酸源(脫水劑)，碳源(成碳劑)和氣源(氮源、發泡源)。膨脹型阻燃劑主要通過形成多孔泡沫碳層在凝聚相起阻燃作用。磷一氮系阻燃劑具有無鹵、低煙、低毒的優點。
3、磷系阻燃劑
磷系阻燃劑起阻燃作用在于促使高聚物初期分解時的脫水而碳化。這一脫水碳化步驟必須依賴高聚物本身的含氧基團，對于本身結構具有含氧基團的高聚物。它們的阻燃效果會好些。
展開 Deflamer?無鹵有機磷系列阻燃劑賦予汽車塑料部件優異的阻燃性能及電氣性能，可大幅降低火災風險。
01
常見工程塑料阻燃劑
及應用性能
Deflamer?無鹵有機磷系列阻燃劑用于車輛內部和外部的高壓部件，以滿足相關性能要求，其阻燃性、顏色穩定性、力學和電絕緣性能達到最高標準。
阻燃劑的最新內容
1、阻燃處理技術
通過涂覆阻燃涂層或添加阻燃劑（磷系、氮系、無機阻燃劑等），使塑膠難燃或自熄。阻燃機理包括稀釋可燃氣體、形成保護層、降低燃燒溫度，適用于電子電器外殼、建筑材料、汽車內飾等對防火要求高的產品。
2、抗靜電處理技術
通過外涂抗靜電劑（形成導電膜）或內加抗靜電劑（分子遷移到表面），降低表面電阻，防止靜電積累。
染色與助劑添加過程中的化學品精準投加
在染整環節，染料、柔軟劑、阻燃劑等化學品的添加量直接影響成品色澤一致性與功能性，過量添加不僅浪費成本，還可能造成廢水處理負擔。
例如，增塑劑（如一些鄰苯二甲酸酯或烷基酚類化合物）用于降低硬度、提高柔韌度；穩定劑（包括抗氧劑、熱穩定劑和UV穩定劑）用于防止材料在光、熱作用下老化降解；阻燃劑（如部分磷酸酯類化合物）則用于提升防火安全性。此外，在加工中還會使用潤滑劑（如硅氧烷類化合物）來減少摩擦、使制品表面光滑，并可能添加著色劑來獲得豐富色彩。
工廠審查（2-4 周）
UL 審核員到企業生產基地進行現場審查，核心檢查：
生產設備是否與申報一致，如擠出機、注塑機的參數穩定性；
原材料采購記錄，阻燃劑、PVC 樹脂的供應商資質，需與測試樣品一致；
質量控制體系，如出廠檢驗流程，是否對阻燃性能進行抽檢；
審查通過后，進入認證審批階段。
4.
此外，許多添加劑如增塑劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑及增強劑等等，也都會影響其成型及最后的產品性能。舉例來說，著色劑會對塑料的成型以及流動產生極大的影響，如老虎紋。藉由全新的Moldex3D模擬，實時的分析并回饋材料供貨商，對其材料配方進行優化有相當大的幫助。
熱固性材料
熱固性材料與熱塑性材料最大的區別是在熱環境之下的固化現象，熱固性材料在受熱后無法再加工。
A】耐腐蝕型橡塑模具鋼
在生產以聚氯乙烯或是添加含有阻燃劑為原料的塑料制品時，模具材料必須具有一定的耐蝕性。常用來制作塑料模具的耐蝕鋼有3Cr13模具鋼、4Cr13/S136模具鋼、9Cr18模具鋼、Crl8MoV模具鋼、Crl4Mo模具鋼、Cr14Mo4V模具鋼、1Cr17Ni2等不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼（圖1）。
通常添加型阻燃劑會對聚合物基體的機械性能造成明顯損害。特別是彈性體材料，阻燃劑的加入通常造成伸長率成倍下降。因此在彈性體阻燃中，需要針對性開發高效且與基體界面相容性好的阻燃體系。
次磷酸鋁(AHP)在相對較低的添加量下使TPU達到較高阻燃等級，且對彈性影響相對較小，但是對TPU在燃燒過程中造成的煙毒性控制仍然需要提升。
此外，許多添加劑如增塑劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑及增強劑等等，也都會影響其成型及最后的產品性能。舉例來說，著色劑會對塑料的成型以及流動產生極大的影響，如老虎紋。藉由全新的Moldex3D模擬，實時的分析并回饋材料供貨商，對其材料配方進行優化有相當大的幫助。
熱固性材料
熱固性材料與熱塑性材料最大的區別是在熱環境之下的固化現象，熱固性材料在受熱后無法再加工。
通過阻燃添加劑方法、共聚和表面處理，將熱惰性和火焰惰性材料納入聚合物材料中，是一種研究得很好的實現熱保護和防火的方法。然而，基于塊體的方法，如使用阻燃添加劑和共聚，會導致剛度增加和拉伸性降低由于引入了剛性和剛性阻燃成分。另一方面，表面阻燃處理對基材的整體性能的影響可以忽略不計，因為它們只涉及在表面上應用阻燃成分。
總結：該文提出以天然中空隔熱動物毛發為靈感，采用中空木棉纖維(KF)、粘結劑聚乙烯醇(PVA)和阻燃交聯劑膦酸雙胍酯(BGP)構建了管狀氣凝膠的三維網絡結構。通過冷凍成型和冷凍干燥，成功制備了集保溫、高強、防火為一體的多功能管狀氣凝膠。由于分子間氫鍵和粘結劑的高粘度，KF保持了高填充、全組分和高價值利用率。
