無鹵阻燃劑

　　目前，最有代表性的無鹵阻燃劑主要有氫氧化鋁(ATH)和氫氧化鎂(MDH)。ATH具有阻燃、消煙、填充三個功能，加上其不揮發(fā)、無毒，又可與多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻燃作用，因此其用量一直保持較高的增長速率，其在阻燃劑的總用量中一直保持在40%以上的比例。但是，ATH通常需要加入50%以上才能顯示出較好的阻燃效果。

　　為克服這一缺點，一方面可采用改進(jìn)造粒技術(shù)，向超細(xì)化方向發(fā)展，使粒度分布變窄；另一方面，可對其粒子進(jìn)行表面處理，使用硅烷偶聯(lián)劑、石蠟、鈦酸酯、硬脂酸鹽及有機硅類來提高其機械強度，此外也可以采用改進(jìn)包覆技術(shù)以及用大分子鍵合方式等方法來改進(jìn)其性能。ATH的阻燃機理是：(1)向聚合物中添加ATH，降低了可燃聚合物的濃度；(2)在250阻燃劑廠家℃左右開始脫水、吸熱、抑制聚合物的升溫；(3)分解生成的水蒸氣稀釋了可燃?xì)怏w和氧氣的濃度，可阻止燃燒進(jìn)行；(4)在可燃物表面生成Al2O3，阻止燃燒。

　　MDH是目前發(fā)展較快的一種添加型無機金屬阻燃劑，低煙、無毒、能中和燃燒過程中的酸性以及腐蝕性氣體。其阻燃機理與ATH相似。與ATH相比，MDH的分解溫度高100～150℃，可用于加工溫度高于250℃的工程塑料的阻燃，且還有促進(jìn)聚合物成炭的作用，但要達(dá)到一定的阻燃效果，添加量需要在50%以上，對材料的性能影響很大。為減少聚合物中MDH的添加量，一種辦法是將MDH顆粒細(xì)微化，另一種方法是采用包覆技術(shù)對MDH表面進(jìn)行改性，以提高其與聚合物的相容性。

　　可膨脹石墨是近年出現(xiàn)的一種新型無鹵阻燃劑，它是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過濾、干燥后，再在900～1000℃下膨化制得?？膳蛎浭淖枞紮C理是：它在瞬間受到200℃以上的高溫時，由于吸留在層型點陣中的化阻燃劑合物的分解，石墨會沿著結(jié)構(gòu)的軸線呈現(xiàn)出數(shù)百倍的膨脹，并在1100℃時達(dá)到最大體積，任意膨脹后的最終體積可達(dá)到初始的280倍，這一特性使得可膨脹石墨能在火災(zāi)發(fā)生時通過體積的瞬間增大將火焰熄滅。

　　目前可膨脹石墨已經(jīng)在不同領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行了商業(yè)化應(yīng)用，如聚氨酯泡沫塑料等，另外也應(yīng)用于結(jié)構(gòu)結(jié)合、電纜分割和分割管路的防火。

　　氮系阻燃劑相對于其他阻燃劑來說發(fā)展較晚，具有揮發(fā)性小、無毒、無鹵、低煙、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、價格低廉、抗紫外線照射、與聚合物相容性好、分解溫度高等優(yōu)點，多與其他阻燃劑復(fù)配使用。最常用的氮系阻燃劑是三聚氰胺(MA)及其鹽(氰尿酸鹽、磷酸鹽、胍鹽及雙氰胺鹽)，它們可以單獨使用，也可與聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃劑復(fù)合使用。其阻燃機理為：(1)受熱放出CO2、NH3、N2和H2O，降低了空氣中氧和高聚物受熱分解時產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度；(2)生成的不燃性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度；(3)生成的N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)，從而阻止燃燒。