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阻燃剂在防火涂料中的应用2007/6/15/09:35来源：中国涂料人 现有网友评论 0 条 进入论坛 阻燃涂料 图6:两个薄板型（Lame）阻燃涂料供应商阻燃剂的作用 阻燃剂起到抑制或中止火灾的燃烧作用，从而可以获得更多的逃生时间。 换句话说，阻燃剂的出现推迟或减慢： 着火时间（闪络） 烟雾的形成 火势扩散 毒性气体释放 腐蚀性化合物的释放 热量的释放 因而，阻燃剂干扰了燃烧过程的不同阶段，如发热、分解、着火及火焰的扩张等阶段。 图2:燃烧的演变点击此处查看全部新闻图片 图3:燃烧的化学反应点击此处查看全部新闻图片 阻燃剂的作用机理 阻燃剂以不同的方式起作用: 促进炭化的发生 生成一层玻璃态的保护层 形成膨胀型外层 促使炭化作用的形成 终止气相阶段的自由基作用 通过吸热反应冷却涂料，例如有效的释放水或者二氧化碳等进而稀释涂料外层的气体浓度。 阻燃剂的化学性质: 有卤化合物（氯或溴）能起到吸收气相燃烧区中氢和羟基自由基的作用。该效率取决于阻燃剂中卤原子的种类和数量以及卤素释放速率。溴系阻燃剂： 一般溴含量为50-85% 技术性能比氯系阻燃剂好 受到一些涉及环保问题的使用限制 点击此处查看全部新闻图片重要的溴系阻燃剂产品: 四溴双酚A 六溴环十二烷 十溴代联苯醚 溴代聚合体，如溴代环氧、溴代聚苯乙烯、溴代聚碳酸酯、聚（溴代丙烯酸盐）以及溴代多元醇等。 八溴联苯醚(在欧洲已经停止使用) 五溴二苯醚(在欧洲已经停止使用) 多溴联苯(在欧洲已经停止使用) 含磷化合物在燃烧材料的固相中起阻燃作用。磷系化合物受热后发生反应，产生磷酸(PO3)的聚合物形式，使得材料炭化。含磷阻燃剂的例子有多磷酸铵、红磷合金和有机物等。多磷酸铵是涂料的首选阻燃材料。图4:多磷酸铵 点击此处查看全部新闻图片 含氮化合物可能起到的几个作用 在涂料内部形成交联的分子结构 释放出氮气，稀释可燃性气体的浓度，进而减少燃烧。 与含磷阻燃剂协同作用 很多含氮阻燃剂都是基于三聚氰胺的衍生物。汽巴公司已经开发出基于取代受阻胺的N-烷氧基化（hydrocarbyloxy）阻燃剂。三聚氰胺多磷酸盐和三聚氰胺磷酸盐一般可用于涂料阻燃剂材料。 图5:几种三聚氰胺磷酸盐 点击此处查看全部新闻图片 无机物阻燃剂通过物理作用发挥阻燃效果，例如通过释放出水或者不燃性气体、吸收热量或者形成不可燃烧的表面结构。可以用于涂料的无机物阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁和硼系化合物等。 主要的阻燃剂供应商 Albemarle Chemtura (大湖化学) 德国Budenheim 汽巴精化 科莱恩 死海溴化物 Italmatch化合物 JLS化学公司 朗盛（LANXESS） 旭瑞达（Supresta LLC）(ex Akzo Nobel) 选择什么化学性质的阻燃剂用于涂料？ 选择阻燃剂主要考虑下列的一些因素： 应用类型-涂料成分不同，实际的保护机理也不同 满意的燃烧安全标准不同 性价比 环境的可接受能力 与其它油漆或涂料成分相容性的问题，例如粘合剂、其它的添加剂等等 所需的添加量 阻燃剂的耐久能力 油漆或涂料的环保要求即可回收的能力 膨胀型涂料被认为是最有效的阻燃型油漆和涂料。一般认为这种涂料最初用于钢表面，后来被应用到木器表面。 例如: 用于钢的性能评价： 许多膨胀型涂料通常可以提供高达60分钟的较经济地阻燃时间。近年来的技术进步已经相当程度地降低了涂料的厚度，膨胀性能也得以提高，在90分钟的市场也比较具有竞争力。也有为数较少的几种膨胀型涂料可以达到120分钟的阻燃时间。 (Corus公司) 规定和新法规 针对能明显增加成本的新型阻燃涂料或油漆产品，欧盟和美国制定了严格的限制程序。这样的规定主要起到很强的阻力作用，避免开发新技术。但是安全第一的使用考虑因具有强大的市场拉动力，会加快新产品的发展。 Frost&Sullivan公司的报道： 在美国. 膨胀型涂料一般需要经过一系列的燃烧试验，才能获得某种应用的资格但是通常来说，这些试验是非常昂贵的，甚至可花费高达好几百万美元。出于这种考虑，这些被鉴定的要素是膨胀型涂料制造商所面临的最重要的挑战。 膨胀型涂料的一些性能: 膨胀型涂料具有类似于罩面漆外观性能，在环境温度下可保持稳定。这种涂层一般是由以下的几种涂料组成：一个具有良好粘结性能的底漆，一个膨胀型的涂料，最后是一个保护性的装饰外漆。 有些供应商不推荐使用保护性外层，这主要是由于这样做会降低膨胀型涂料的使用效果。 膨胀型阻燃涂料的成本可能会非常昂贵。 膨胀型涂料的厚度和阻燃效率有关，是非常关键的。 图7: 膨胀型涂料的应用 膨胀型涂料的组成: 聚合物粘合剂 受热时能释放出有机酸的多磷酸铵 炭化剂：淀粉等多元醇、季戊四醇等 释放出气体使涂料膨胀的三聚氰胺 阻燃过程: 在一定温度以上，在膨胀型涂料内部发生化学反应，产生数倍于原始厚度的膨胀，形成类似泡沫结构的绝缘涂层或“炭化层”从而将基质保护起来。 发生下列的反应过程: 聚合物粘合剂的初始软化 释放出有机酸 粘合剂的碳化 涂层通过释放气体发生膨胀 膨胀涂层通过交联作用产生强化作用 一些常用的膨胀型阻燃涂料的牌号: 阿克苏 诺贝尔（Akzo Nobel） Chartek环氧材料 杜邦（DuPont） Unitherm系列产品 PPG Pitt-Char XP 钢用涂料 Speedhide膨胀型乳胶涂料 CAFCO工业 SRAYFILM 多孔性基材- 膨胀型涂料的替代材料 木材是一个具有吸收性能的基材，它可以用另外的途径进行处理，以达到改善阻燃性能的目的。一般有三种方法: 可以在加工过程中将阻燃剂和木材合成物复合到一起（通常是硼酸盐） 可以在加工后将阻燃剂浸渍到原木板、胶合板、木屑板或硬纸板中（通常是硼酸盐） 当现有的木结构上存在阻燃型油漆或涂料时，使用阻燃剂（通常为膨胀型配方） 当底层基质表面开始燃烧时，附近的阻燃涂层应该发挥最好的保护作用。膨胀型涂料或许是最有效的一种，但是有些公司会向阻燃浓缩物中增加水性涂料并作为内用油漆使用-这些阻燃剂可能是基于三聚氰胺磷酸盐、多磷酸铵或者硼酸盐等化合物。纤维完全属于无机物，具有高温加强性能。这一性能可以使得阻燃配方获得较低的火