阻燃剂分类及机理介绍

1、土木工程学院 材科0711阻燃剂分类及机理介绍讲述：刘国建vOutline 2_ F 阻燃综述阻燃综述F 常用阻燃剂类别常用阻燃剂类别F 阻燃剂机理阻燃剂机理v阻燃剂阻燃剂 3_ 又称难燃剂，耐火剂或防火剂：赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。主要适用于有阻燃需求的塑料，延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。使其点燃时间增长，点燃自熄，难以点燃。 v阻燃剂分类阻燃剂分类4_ 按所含阻燃元素分 分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂等几类。 卤系阻燃剂在热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X及HX，HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气接触。 磷系

2、阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。 氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。 磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂主要是通过磷卤、磷氮协同效应作用达到阻燃目的，具有磷卤、磷氮的双重效应，效果较好。v阻燃剂分类阻燃剂分类 5_ 溴系高效v阻燃剂分类阻燃剂分类 6_ 按组分的不同分 可分为无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。 无机阻燃剂是目前使用最多的一类，主要组分是无机物，应用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。 有机阻燃剂的主要组分为有

3、机物，主要产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理，如六溴水散体、十溴三氧化二锑阻燃体系，具有较好耐洗涤的阻燃性能。 有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品，主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液，部分代替无机盐类阻燃剂。 另：在三大类阻燃剂中，无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛应用于各类领域，需求量总量一半以上。v阻燃剂分类阻燃剂分类7_ v阻燃剂分类阻燃剂分类 8_ 按使用方法分 分为添加型和反应型 添加型阻燃剂主要是通过在可燃物中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。 反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团。 另：在阻燃剂类

4、型中，添加型阻燃剂占主导地位，使用的范围比较广，约占阻燃剂的85，反应型阻燃剂仅占15。v阻燃剂分类阻燃剂分类 9_ 非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒等优点；红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨阻燃效率高、低烟、低毒等优点；红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用，可使用阻燃剂量大幅降低，改善塑料制等无机阻燃剂复配使用，可使用阻燃剂量大幅降低，改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。但普通红磷在空气中易氧化、吸品的加工性能和物理机械性能。但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，易引起粉尘爆炸，与高分子材料相溶性差等

5、缺陷，应用范围湿，易引起粉尘爆炸，与高分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受限。为弥补这不足，采用先进的微胶囊包覆工艺，使之成为微受限。为弥补这不足，采用先进的微胶囊包覆工艺，使之成为微胶囊化红磷，并具有高效，低烟，在加工中不产生有毒气体，其胶囊化红磷，并具有高效，低烟，在加工中不产生有毒气体，其分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。红磷白磷v阻燃机理阻燃机理 10_ 阻燃，其实质是延缓、抑制燃烧的传播和减少热引燃出现的概率，是一种从根本上抑制、消除失控燃烧的技术 吸热作用 覆盖作用 抑制链反应 不燃气体窒息作用 v阻燃

6、机理阻燃机理 吸热作用 11_ 任何燃烧在较短时间所放出热量是有限的，若能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，则火焰温度降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧得到一定程度抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al（OH）3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。v阻燃机理阻燃机理 覆盖作用12_ 在可燃材料中加入阻燃剂后，阻

7、燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程v阻燃机理阻燃机理 抑制链反应抑制链反应13_ 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。v阻燃机理