七,硅系阻燃剂的特点
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类
聚氨酯阻燃剂的种类有多种，常见的包括：
1. 磷系阻燃剂：如三聚磷酸酯、聚磷酰胺等，可以起到阻燃和炭化层的作用。
2. 溴系阻燃剂：如六溴环十二烷、六溴联苯等，有较好的阻燃效果，但部分溴系阻燃剂可能存在环境和健康问题。
3. 氮系阻燃剂：如氢化铝酸铵、氢氧化铝等，通过氮气气体形式来稀释和抑制燃烧过程。
4. 氧系阻燃剂：如磷氧扩展剂、聚磷腈等，通过在燃烧货物表面产生活性氧，抑制和缓慢燃烧。
5. 硅系阻燃剂：如有机硅耐火树脂，可以形成保护层来减缓燃烧速度。
6. 铝系阻燃剂：如氢氧化铝、铝氢氧化盐等，经热分解可释放铝氧化物，形成熔融层来阻挡燃烧。
以上是常见的几种聚氨酯阻燃剂，不同种类的阻燃剂适用于不同的燃烧材料和各种需求。
除了上述提到的常见的聚氨酯阻燃剂，还有一些其他种类的聚氨酯阻燃剂，包括：
7. 氧化铝：氧化铝是一种无机阻燃剂，通过吸收热量并形成熔融层来阻挡燃烧。
8. 阻燃填料：聚氨酯中添加阻燃填料，如硅酸盐纤维、无机纤维等，可以提升阻燃性能。
9. 碳纳米管：碳纳米管具有良好的导电性和导热性，可以在燃烧过程中吸收并释放热能，起到阻燃效果。
10. 碳黑：碳黑是一种常见的填充剂，用于提高聚氨酯的阻燃性能。
11. 硼酸盐：硼酸盐是一种无机阻燃剂，含有的硼元素可以有效抑制燃烧。
12. 阻燃涂层：聚氨酯表面涂覆阻燃涂层，如阻燃涂料，可以提高其阻燃性能。
这些聚氨酯阻燃剂可以根据具体的应用需求进行选择和使用，以提供所需的阻燃效果。
硅胶阻燃剂主要成分
硅胶阻燃剂主要成分
硅胶阻燃剂是一种常用的阻燃材料，其主要成分是硅胶。
硅胶是一种无机高分子材料，由二氧化硅（SiO2）和水
（H2O）组成。
它具有许多优异的性能，如高温稳定性、耐
化学腐蚀性、电绝缘性和阻燃性等。
硅胶阻燃剂主要通过在材料中添加硅胶来提高其阻燃性能。
硅胶具有良好的隔热性能，可以有效地减少火焰传播
速度和火灾蔓延范围。
当遭受高温时，硅胶会释放出水分，形成水蒸气屏障，从而降低火焰温度并抑制火势的发展。
此外，硅胶还具有优异的电绝缘性能。
在电子产品中使
用硅胶阻燃剂可以有效地减少电路板发生火灾的风险。
由
于其低导电率和高耐压性能，硅胶可以有效地隔离电路板
上的电流，并防止因电弧或过载引起的火灾。
除了以上优点外，硅胶阻燃剂还具有良好的耐化学腐蚀
性能。
它可以抵抗酸、碱、溶剂等化学物质的侵蚀，从而
保护材料的完整性和稳定性。
这使得硅胶阻燃剂在各种恶
劣环境下都能发挥出良好的阻燃效果。
总之，硅胶阻燃剂作为一种常用的阻燃材料，其主要成
分硅胶具有许多优异的性能。
它不仅具有高温稳定性、耐
化学腐蚀性和电绝缘性等特点，还可以有效地减少火焰传
播速度和火灾蔓延范围。
因此，在各个领域中广泛应用硅
胶阻燃剂是一种明智的选择。
塑料阻燃剂分类
塑料阻燃剂分类
塑料阻燃剂是一种添加剂，可以使塑料材料具有阻燃性能，防止火灾发生和扩散。
根据其化学成分和作用原理，可以将阻燃剂分为以下几类：
1. 溴系阻燃剂：含溴化合物，通过在燃烧过程中生成溴化氢和氧化溴来阻止火焰蔓延。
常见的溴系阻燃剂包括八溴环十二烷(BDE-209)、聚溴联苯醚(PBDE)等。
2. 磷系阻燃剂：含磷化合物，通过在燃烧过程中生成磷酸盐和磷酸来抑制火焰的蔓延。
常见的磷系阻燃剂包括三聚磷酸酯(TCPP)、三聚磷酸脂(TCP)等。
3. 氮系阻燃剂：含氮化合物，通过在燃烧过程中释放出氮气和水蒸气来抑制火焰的蔓延。
常见的氮系阻燃剂包括尿素和腈类化合物等。
4. 硅系阻燃剂：含有机硅化合物，通过在燃烧过程中生成硅酸盐和二氧化硅来抑制火焰的蔓延。
常见的硅系阻燃剂包括氧化硅和氢氧化硅等。
不同的阻燃剂在不同的塑料材料中应用，并且具有不同的优缺点。
选择适当的阻燃剂可提高塑料制品的安全性能，降低火灾发生的风险。
- 1 -。
阻燃剂的分类
阻燃剂的分类阻燃剂是一种能够降低或阻止材料燃烧的物质。
根据其化学性质和作用机制的不同，阻燃剂可以分为几个主要的分类。
1. 水合物阻燃剂水合物阻燃剂是指在材料中引入一定量的水合物，通过吸热蒸发的方式来抑制燃烧。
水合物阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁等。
这些水合物在高温下分解释放出水分，从而吸收大量热量，降低材料的燃烧温度，延缓火势蔓延。
2. 氮磷阻燃剂氮磷阻燃剂是指含有氮元素和磷元素的化合物，通过生成惰性气体和形成炭化层来抑制燃烧。
氮磷阻燃剂可以分为有机氮磷阻燃剂和无机氮磷阻燃剂两大类。
有机氮磷阻燃剂主要包括氰酸酯、三聚氰胺磷酸盐等，而无机氮磷阻燃剂主要包括氮磷酸铵、氮磷酸铵铵盐等。
这些阻燃剂在高温下分解生成惰性气体，形成炭化层覆盖在材料表面，从而隔绝氧气，防止燃烧的继续进行。
3. 溴系阻燃剂溴系阻燃剂是指含有溴元素的化合物，通过阻止自由基链反应来抑制燃烧。
溴系阻燃剂主要包括溴化物、溴代聚苯醚等。
这些阻燃剂在高温下分解生成溴自由基，通过与燃烧过程中产生的自由基反应，抑制燃烧链反应的进行，从而达到阻燃的目的。
4. 磷氮阻燃剂磷氮阻燃剂是指含有磷元素和氮元素的化合物，通过生成磷氮炭层来抑制燃烧。
磷氮阻燃剂主要包括磷氮酸酯、磷氮酸铵等。
这些阻燃剂在高温下分解生成磷氮炭层，覆盖在材料表面，形成物理屏障，阻止燃烧的进行。
5. 硅系阻燃剂硅系阻燃剂是指含有硅元素的化合物，通过形成硅化层来抑制燃烧。
硅系阻燃剂主要包括硅酸盐、硅酸铝等。
这些阻燃剂在高温下分解生成硅化层，覆盖在材料表面，起到隔热和隔氧的作用，从而减缓燃烧速度。
6. 氯系阻燃剂氯系阻燃剂是指含有氯元素的化合物，通过生成惰性气体和减慢燃烧速度来抑制燃烧。
氯系阻燃剂主要包括氯化铝、氯化锌等。
这些阻燃剂在高温下分解生成氯化氢等惰性气体，从而稀释燃烧气体，减缓燃烧速度。
7. 碳氮阻燃剂碳氮阻燃剂是指含有碳元素和氮元素的化合物，通过生成炭化层和惰性气体来抑制燃烧。
PVC专用硅系阻燃剂
PVC专用硅系阻燃剂
HX-001 的应用与推广
主要成分：硅酸盐
性状：本产品为白色粉末，白度>98%、平均粒径1.1um、烧失量<5，具有高白度、高细度、高纯度等特点、比表面积大，具有超细粒子的表面效应、体积效应、无皮肤刺激、无味、无腐蚀性。
适用范围：适用于PVC。
用途：HX-001可与卤素并用，也可作为锑的辅助剂，分解温度340℃。
由于该产品经过了特殊的表面处理，大大改善了与塑料的相容性和粘接力，降粘效果大，可增加填充量，提高补强性；与Sb2O3复合，可大幅降低Sb2O3的用量，力学性能保持率>90%以上。
阻燃机理：本产品在高聚物燃烧过程中能起到酸催化作用，使体系部分交联反应和炭化，从而形成炭焦保护层，阻止挥发性分解物外逸，产生屏蔽作用。
同时也能与卤素阻燃剂与Sb2O3反应过程中所产生的氧卤化锑的分解温度降低，从而达到协助阻燃的目的。
特点：
1．本产品的耐高温性能优良，在400℃以内，热失重仅为0.5，热稳定性优异。
2．能够与Sb2O3配合，在达到同样的阻燃效果情况下，能减少40%－60%的Sb2O3用量，起到节省成本的目的。
3．添加本产品3%以下，能显著提高产品的流动性，从而提高制品的尺寸稳定性和制品表面光洁度。
4．能够帮助制品在高温、高湿情况下有效维持产品的机械性能和电性能。
硅系阻燃剂
SFR-100+APP+季戊四醇
• SFR-100与APP及季戊四醇并用时，能改善 PP的阻燃性，使之能达到UL94V-0阻燃级， 而且即使阻燃剂用量较低时，材料氧指数也较 高。 • APP通常作用具有自熄性材料的阻燃剂或膨胀 型阻燃涂料的添加剂。尽管APP的阻燃性甚佳， 但由于它的热稳定性较低，故塑料在熔融状态 甚至在较低温度下加工时，它即能在塑料中产 生泡沫。所以它在阻燃材料中应用受到限制。
SFR-100+氢氧化铝（ATH）
在乙烯共聚物中，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物（EVA）中，SFR-100作为阻燃剂可以与 ATH并用。 对于那些阻燃要求特别严格的场所，可采用 SFR-100阻燃ATH含量很高（超过60%）的 EVA，此时材料仍可熔融加工。
ATH是一个非卤无机填料，通常作用价廉的阻 燃剂，且广泛用于热塑性弹性体。当ATH含量 很高时，EVA是一个比PE较优的基材，因为 前者中所含 的VA能较好地与ATH粘结。 以SFR-100及ATH改性的聚合物，可用于制造 对阻燃要求十分苛刻的构件，也适用于注塑加 工。此外，SFR-100+ATH也可用于阻燃电线 及电缆包覆层。
SFR-100树脂的应用
• SFR-100+硬脂酸镁 • SFR-100+氢氧化铝（ATH） • SFR-100+APP+季戊四醇
SFR-100+硬脂酸镁
• SFR-100与硬脂酸镁相结合，可提高PP、 LDPE及HDPE的抑烟性及阻燃性。 • 硬脂酸镁是一种有机金属皂，通常用作聚烯烃 的润滑剂，但不与PP或PE互溶。不过，在 SFR-100存在下，硬酯酸镁能均匀分散于聚烯 烃基材中，并与之形成均相结构，为了防止熔 滴，还可在配方中加入滑石粉。
阻燃剂
阻燃剂1 阻燃剂的分类及其特点目前，阻燃剂种类较多，根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下几类：（1）按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系、磷系、磷-氮系、硅系、锑系、硼系和铝镁系等几类阻燃剂，其中卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的阻燃剂之一，具有添加量少、阻燃效果显著的特点，从而在阻燃领域占有重要地位。
（2）按阻燃剂组分的不同可将阻燃剂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；其中无机阻燃剂是一种无卤阻燃剂，具有安全性高、抑烟、无毒、价廉等优点，主要包括无机水和金属化合物、锑系阻燃剂、硅系阻燃剂、无机磷系阻燃剂和可膨胀石墨等；有机阻燃主要包括卤素阻燃剂、磷系阻燃剂，该类阻燃剂因阻燃元素不同而具有不同的特性。
（3）按阻燃剂的使用方法和聚合物中的存在形态，则可分为添加型和反应型两大类，其中添加型以无机阻燃剂为主，反应型主要是有机阻燃剂。
2 阻燃剂阻燃的基本原理燃烧反应一般有可燃物、氧气及一定温度三要素，且缺一不可。
阻燃剂的作用机理应在材料燃烧时抑制一种或一种以上要素的产生，达到阻止或减缓燃烧的目的。
每一种阻燃剂具体的阻燃机理是不同的，但阻燃的基本原理大致是相同的，减少热分解过程中可燃性气体的生成和阻碍气体燃烧过程中的基本反应，吸收燃烧域中的热量，稀释和隔离空气，对阻止燃烧也有一定作用。
阻燃剂的阻燃包括以下几个主要过程。
2.1 吸热冷却有些阻燃剂在加热过程中，其含有阻燃元素的化合物会发生吸热脱水、相变、分解以及其他吸热反应，降低聚合物表面和燃烧区域的温度，从而减慢高聚物的热分解速度来起到阻燃作用。
2.2 气相稀释材料在燃烧过程中，会产生大量的可燃性气体，如：一氧化碳。
阻燃剂的存在，能产生大量的不可燃气体，有效的稀释可燃性气体或空气，从而实现对材料的阻燃作用。
2.3 形成隔热层有些阻燃材料（如磷酸、硼酸）加热时熔融，在材料表面形成一层玻璃状的膜，阻碍氧的供给，同时可起隔热作用和降低可燃性气体释放量，从而产生阻燃效应。
高分子阻燃剂的分类
高分子阻燃剂的分类
高分子阻燃剂可以根据其阻燃机制和化学结构进行分类。
以下是常见的高分子阻燃剂分类：
1. 磷系阻燃剂：包括含有磷元素的化合物，如磷酸铝、氧
化三苯脱鑫、磷酸酯等。
磷系阻燃剂通过气相和凝固相阻
燃机制来阻止火焰的蔓延，同时产生无毒的凝固炭化物来
降低燃烧速率。
2. 氮系阻燃剂：包括含有氮元素的化合物，如三聚氰胺、
阻气泡剂、胍、阻气壳、邻苯二胺、亚硝胺等。
氮系阻燃
剂通过释放不燃性气体、增加不燃性残留物或减少可燃物
质的挥发来抑制火焰蔓延。
3. 卤素系阻燃剂：包括含有卤素元素的化合物，如溴化物、氟化物、氯化物等。
卤素系阻燃剂可以通过与火焰中的自
由基发生反应，抑制火焰的蔓延。
卤素系阻燃剂还能产生
气相或凝固相的无毒燃烧产物，减缓燃烧速率。
4. 氧系阻燃剂：包括含有氧元素的化合物，如过氧化物、醇、羧酸、无机氧化物等。
氧系阻燃剂主要通过在火焰区域中释放氧气，提供更充足的氧源以促进燃烧，从而抑制火焰的蔓延。
5. 其他阻燃剂：还有一些特殊的阻燃剂，如碳系阻燃剂、硅系阻燃剂、硼系阻燃剂等，它们通过不同的机制和化学结构抑制火焰的蔓延。
需要注意的是，不同类型的高分子材料需要使用不同类型的阻燃剂，因为不同的高分子材料有不同的燃烧特性和耐燃性要求。
无卤阻燃剂成分
无卤阻燃剂成分无卤阻燃剂是一种可以有效阻止材料燃烧的化学物质。
它们被广泛应用于电子电气、建筑材料、汽车和航空航天等领域，以提高材料的安全性能。
本文将介绍几种常见的无卤阻燃剂成分及其特点。
一、磷系无卤阻燃剂磷系无卤阻燃剂是一类常用的无卤阻燃剂，它们通过释放磷化合物来抑制燃烧过程。
常见的磷系无卤阻燃剂有磷酸盐、磷酸酯和聚磷酸盐等。
磷酸盐无卤阻燃剂具有良好的热稳定性和抗氧化性能，适用于高温环境下的阻燃要求。
磷酸酯无卤阻燃剂在燃烧时会生成炭化层来隔离氧气，有效阻止火焰的蔓延。
聚磷酸盐无卤阻燃剂具有较高的热解温度和阻燃效果，适用于高性能材料。
二、氮系无卤阻燃剂氮系无卤阻燃剂是一类具有良好阻燃性能的化合物，它们通过释放氮气来稀释燃烧产物，降低燃烧反应的速率。
常见的氮系无卤阻燃剂有氮磷系化合物、氨基甲酸盐和三聚氰胺等。
氮磷系化合物通过释放氮磷酸酯来抑制燃烧反应，具有良好的阻燃效果和热稳定性。
氨基甲酸盐无卤阻燃剂在燃烧时会产生氮气和CO2等非燃烧气体，有效阻止火焰的蔓延。
三聚氰胺无卤阻燃剂具有良好的耐热性和阻燃性能，适用于高温条件下的阻燃要求。
三、硅系无卤阻燃剂硅系无卤阻燃剂是一类基于硅化合物的阻燃剂，具有良好的耐高温性能和阻燃效果。
常见的硅系无卤阻燃剂有硅酸盐和硅氧烷等。
硅酸盐无卤阻燃剂通过释放二氧化硅来抑制燃烧过程，能够形成炭化层来隔离氧气和热量。
硅氧烷无卤阻燃剂在燃烧时会产生硅氧化物膜，具有良好的阻燃效果和耐高温性能。
四、氢氧化铝氢氧化铝是一种常用的无卤阻燃剂，它具有良好的阻燃性能和热稳定性。
氢氧化铝可以吸收燃烧过程中释放的热量，形成氧化铝膜来隔离氧气。
氢氧化铝还可以与燃烧产物中的酸性物质反应，中和酸性物质，从而抑制火焰的蔓延。
总结起来，无卤阻燃剂是一类可以有效阻止材料燃烧的化学物质。
常见的无卤阻燃剂成分包括磷系、氮系、硅系无卤阻燃剂，以及氢氧化铝等。
它们通过不同的机制来抑制燃烧过程，具有良好的阻燃效果和热稳定性。
硅系阻燃剂研究进展
第23卷 第11期中 国 塑 料Vol.23,No.11 2009年11月CHINA PLASTICS Nov.,2009硅系阻燃剂研究进展叶龙健,钱立军,王 澜3,许国志(北京工商大学材料科学与工程系,北京100048)摘 要:综述了近年来有关硅系阻燃剂的结构与性能以及阻燃改性等方面的研究进展。
介绍了无机硅系阻燃剂(包括聚合物/层状硅酸盐以及聚合物/二氧化硅纳米复合材料)的热稳定性和阻燃性能。
侧重论述了有机硅系阻燃剂(包括本质阻燃聚合物、笼状倍半硅氧烷及其改性聚合物)的热稳定性、阻燃性能和阻燃机理。
关 键 词:硅系阻燃剂;本质阻燃聚合物;笼状倍半硅氧烷;阻燃机理中图分类号:TQ314.24+8 文献标识码:A 文章编号:100129278(2009)1120007208R esearch Progress in Silicon Flame R etardantsYE Long2jian,Q IAN Li2jun,WAN G Lan3,XU Guo2zhi (Department of Materials Science and Engineering,Beijing Technology and Business University,Beijing100048,China)Abstract:The research p rogress of silico n flame retardant s and t heir application were reviewed.The t hermal stability and fire retardant p roperties as well as flame retardant mechanism of bot hinorganic and organic silicon flame retardant systems were int roduced,including t hose based onlayered silicate,silica,cage2like polyhedral oligo meric silsesquioxane(POSS).Int rinsic flameretardant polymers were also discussed.K ey w ords:silicon flame retardant;inherent flame retardant polymer;polyhedral oligomericsilsesquioxane;flame retarding mechanism 近年来,为了避免使用传统的氯系或溴系阻燃剂,人们致力于开发聚合物用无卤阻燃剂。
硅胶_碳酸钾阻燃剂阻燃性能及阻燃机理的研究
平均燃烧热 总释放热量 平均 CO 产量 ( MJ kg) 38 33 25 25 23 21 17 12 11 5 25 23 23 22 24 ( MJ m2 ) 360 300 280 250 320 230 220 100 100 30 200 170 110 100 100 ( kg kg) 0 04 0. 04 0. 07 0. 07 0. 01 0. 05 0. 03 0. 03 0. 02 0. 04 0. 07 0. 06 0. 02 0. 02 0. 02
致了单纯由火灾所不能引起 的对电路系 统和其它 金属 物品的腐蚀 ; 同时卤 化氢 对人 的呼吸 系统 及其 它器 官 刺激性强 , 危害严 重。在 封闭 条件 下 , 如煤 矿、 高层 建 筑、 学校、 医院、 火车、 飞 机、 轮船 等场 所强 烈要 求使 用 无烟、 无毒或低烟、 低毒的阻 燃材料。另外 人们普遍 认 为某些卤系阻燃剂的燃烧和 再循环对环 境会造成 负面 影响 , 因此国外阻燃 技术 新动 向之一 是开 发无 卤化 和
8
1500 或形成玻璃体的温度下保持 3- 5min 倒 入 75mm 7~ 8mm 的盘中 , 制 成锥形试样。利用 锥形量 热仪在 热辐射强度为 35kW m2 的情况下测量上述试 样的可燃 性 , 表 1 中列出了纯聚合物试样及 加入硅胶、 碳 酸钾以 后的混合物试样的实验结果。若假 设添加剂全 部进入 燃烧后的剩余物 , 其成炭量可 用下面公 式表示 : 成炭量 = ( 聚合 物 燃烧 后 剩 余 物 的 重 量 - 加 入 添加 剂 的 重 量 ) 试样的总重量 利用 He- Ne 激光灯 在燃烧 产物出 口处测 量烟雾 的削弱面积 ( SEA) 值 , 可用这一数值来表示燃 烧产物中 烟粒子的浓度。 表1 试样直径 75mm PP PPw+ 6% SG+ 4%PC PS PSw+ 6% SG+ 4% PC PMMA PMMAw+ 3%SG+ 1% PC PVA PVAw+ 6% SG+ 4% PC 纤维素 纤维素 w+ 6% SG+ 4% PC SAN SANw+ 6% SG+ 4%PC 尼龙 6, 6 尼龙 6, 6w+ 3% SG+ 2%PC 尼龙 6, 6w+ 6% SG+ 4%PC 8mm 成碳量 (%) 0 10 0 6 0 15 4 43 4 32 2 3 1 5 6 LOI (%) 18 24 18 25 30 33 30
硅系阻燃剂阻燃机理
硅系阻燃剂的阻燃机理
一、引言
硅系阻燃剂作为一种重要的无卤环保型阻燃剂，因其良好的热稳定性、耐水性以及低毒性等优点，在塑料、橡胶、涂料等领域得到了广泛应用。
本文将深入探讨硅系阻燃剂的阻燃机理。
二、硅系阻燃剂的类型与结构
硅系阻燃剂主要包括有机硅阻燃剂和无机硅阻燃剂两大类。
其中，有机硅阻燃剂主要为硅油、硅树脂和硅橡胶等；无机硅阻燃剂则主要是硅酸盐、硅酸铝等。
这些硅系阻燃剂的共同特点是具有稳定的Si-O-Si键，这种键能高，不易被破坏，因此具有良好的热稳定性。
三、硅系阻燃剂的阻燃机理
1. 生成保护层：在高温下，硅系阻燃剂能够分解产生二氧化硅（SiO2）或其他不燃或难燃物质，形成一层隔离膜，阻止氧气与燃烧物接触，从而起到阻燃作用。
2. 吸热效应：硅系阻燃剂在受热分解过程中会吸收大量的热量，降低材料的温度，减缓燃烧速度，甚至使燃烧过程停止。
3. 气相阻燃：部分硅系阻燃剂在燃烧过程中可以释放出大量惰性气体，如氮气、二氧化碳等，稀释空气中的氧气浓度，阻碍燃烧反应进行。
4. 组织碳化：硅系阻燃剂可以促进燃烧产物碳化，形成一个稳定的碳质层，阻止氧气进入，达到阻燃效果。
硅系阻燃剂研究进展_贾修伟
硅系阻燃剂研究进展贾修伟 刘治国(河南大学化学化工学院,开封475001)摘 要 从添加型硅系阻燃剂、含硅本质阻燃高聚物、聚合物/层状硅酸盐纳米复合阻燃材料等方面,阐述了硅系阻燃剂近几年的发展情况;介绍了有机硅系阻燃剂、无机硅系阻燃剂;评述了硅系阻燃剂具有高效、低毒、抑烟和促进成炭等优点;综述了含硅基团共聚物、含硅接枝共聚物及聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构和阻燃性能。
关键词 阻燃技术,硅系阻燃剂,纳米复合材料,本质阻燃高聚物中图分类号 T Q 634.41 文献标识码 A 文章编号 1000-6613(2003)08-0818-05 由于硅系阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外,还能改善基材的其他性能(如加工性能、机械性能、耐热性能等),生态友好,阻燃材料的循环使用效果较好,能满足人们对阻燃剂的严格要求,所以近几年硅基阻燃剂及其阻燃技术得到了较快的发展[1]。
尤其是含硅本质阻燃高聚物发展更快,阻燃聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料已经成为阻燃界的一个研究热点。
本文作者介绍了硅系阻燃剂近几年的发展状况,并评述其发展趋势和应用前景,以期引起业内人士的关注。
1 添加型硅系阻燃剂添加型硅系阻燃剂分为有机硅系阻燃剂和无机硅系阻燃剂两大类。
有机硅系阻燃剂的研究主要在于通过改进分子结构、提高分子量等来提高阻燃效果,改善成炭性能和被阻燃材料的加工及物理机械性能。
无机硅系阻燃剂的研究,主要是提高其与被阻燃材料的相容性和增加阻燃效率。
1.1 有机硅系阻燃剂有机硅系阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的非卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂。
成炭技术是阻燃技术的新方向之一。
一般通过添加成炭剂促进成炭或者促进交联反应产生炭层而达到阻燃目的。
据报道[2],加入Al (OH )3或SiO 2可提高聚丙烯膨胀体系的绝热性能,但有限氧指数(LOI )却下降;添加一定量的有机硅化合物可使蜂窝状炭结构更加稳定和致密,提高了聚丙烯的有限氧指数。
常见阻燃剂及其阻燃机理总结
常见阻燃剂及其阻燃机理总结1、无机阻燃剂（1）水合金属氧化物主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡等，其中以氢氧化铝的吸热效应最大，阻燃效果好。
其阻燃作用主要是吸热效应，生成的水蒸气还能起隔绝效应。
这类阻燃剂的最大优点是无毒，不会生成有害气体，还可减少燃烧过程中CO的生成量，起消烟剂作用。
最大缺点是分解温度低，应用时使用量大，只能用于加工温度较低、物理机械性能要求不高的高聚物材料的阻燃。
此外，氢氧化镁易吸收空气中的CO2，生成碳酸镁，使制品产生白点。
（2）硼化合物与钼化合物这类阻燃剂中主要有硼酸、水合硼酸锌、钼酸锌、钼酸钙、钼酸铵等。
其中水合硼酸锌的阻燃效果最好。
该类阻燃剂在较低温度下熔融，释放出水并生成玻璃状覆盖层，在燃烧过程中起隔绝、吸热及稀释效应。
硼类阻燃剂与卤系阻燃剂有协同效应。
由于分解温度低，不能用于加工温度高的高聚物阻燃（3）硅类化合物这类阻燃剂在燃烧时能生成玻璃状的无机层（Si0）并接枝到高聚物上，产生不燃的含碳化合物，形成隔氧膜而抑制燃烧，同时还能防止高聚物受热后的流滴。
其燃烧时不产生火焰、CO及烟，而且还具有补强作用。
因此，这是一类极有开发前景的非卤素阻燃剂。
（4）膨胀型石墨这是一类新开发的无机阻燃剂美国已商品化。
它能起隔绝效应，与红磷有良好的协同效应，两者常同时使用（5）三氧化二锑三氧化二锑在不含卤高聚物中阻燃作用很小，一般不单独用作阻燃剂，在含卤高聚物中有较好的阻燃作用，与卤系阻燃剂并用有较好的协同效应2、有机阻燃剂（1）有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂是目前用量最大的有机阻燃剂，主要是溴、氯化合物。
溴化物虽然有毒，但其阻燃效果比氯化物好，用量少，很受用户欢迎。
同一卤素不同类型的化合物，其阻燃能力不同，其大小顺序为:脂肪族＞脂环族＞芳香族脂肪族与高聚物的相容性好，但热稳定性差；芳香族热稳定好，但相容性差。
含有醚基的芳香族卤化合物与高聚物的相容性好，热稳定性高，用量急剧增加。
高效有机硅阻燃剂 PC阻燃剂 硅系阻燃剂
FS有机硅阻燃剂
●FS有机硅阻燃剂
FS系列有机硅阻燃剂产品是一种新型、高效、低毒、环保的无卤阻燃
剂，是特殊结构设计-Si-O-有机硅聚合体，有非常好的稳定性，其不
仅可以赋予材料阻燃性，还可以改善材料加工性能。
根据产品结构不同，产品呈现不规则的粉末状、片状、透明颗粒状固
体，与聚碳酸酯（PC）高度相容，可以在不损害PC性能的前提下，提
高PC材料的阻燃性能，对PC树脂透明度几乎没有影响，不影响PC树
脂的物理机械性能，不影响PC树脂的热变形温。
建议添加量在0.1%-3%之间。
图1、FS有机硅阻燃剂结构示意图
●阻燃机理
高分子材料中加入FS有机硅阻燃剂产品后，有机硅阻燃剂在燃烧时
候会迁移到材料表面，形成表面有机硅阻燃剂富集层，燃烧后，加
速表面碳化，形成隔氧绝热层，抑制高分子材料的热分解，达到阻
燃目的。
●产品型号、参数。
七、硅系阻燃剂的特点
（6）
接枝反应，在 聚合物链上引 入硅原子或 硅基团
精选版课件ppt
3
精选版课件ppt
4
精选版课件ppt
5
目前应用最为广泛的含硅阻燃剂是聚硅氧烷阻燃硅树脂体系：
G.Camino等基于对其在空气中的TG-FTIR以及TG-MS等的 测试结果提出了有机硅在空气中提高炭层热稳定性的机理如下 图所示：
精选版课件ppt
8
不同结构的硅氧烷对PC阻燃性的影响：
A的分子结构以甲基为主硅氧烷， B以甲基和苯基为主， c是 PC和 si的特殊共聚物
精选版课件ppt
9
精选版课件ppt
有机硅阻燃剂： 主要是聚硅氧烷，包 括硅油、硅树脂、硅 橡胶以及多种硅氧烷 共聚物等
2
硅系阻燃剂改善材料阻燃性的方法：
目前实用化的含硅化合物阻燃技术
无机硅
有机硅
（1）
加入硅酸盐
（2）
Hale Waihona Puke （3）添加硅树脂 粉末加入高分子 量硅油与有 机金属 化合物
（4）
硅橡胶与 金属化合物 并用
（5）
硅系阻燃剂
概念：含有硅元素，可应用于阻燃的材料。
阻燃机理：阻燃剂在材料表面形成炭保护层，并生 成游离基捕获活性中间体，从而达到阻 燃效果。
优点：是一种成炭型抑烟剂，与其他阻燃剂相比， 其表现出优异的阻燃性、加工性能、力学性 能及环境友好性。
精选版课件ppt
1
分类：
硅系 阻燃剂
无机硅阻燃剂： 硅酸盐（如蒙脱土） 硅胶 滑石粉等
精选版课件ppt
6
实例：
PU弹性体中加入5%粉末状的环氧和甲基丙稀酸酯功能化的 硅氧烷，可以很明显的提高PU的阻燃性能。羟基封端的聚 二甲基硅氧烷（PDMS）可以直接用在环氧树脂的分子结构 中，固化环氧。（图1.5）
有机硅阻燃剂的研究进展
有机硅阻燃剂的研究进展摘要通过介绍有机硅系阻燃剂的阻燃机理,有机硅阻燃剂的种类，及有机硅和其它物质的协同作用，概括了含硅阻燃剂的国内外研究进展情况。
关键词阻燃机理协同作用含硅阻燃剂研究进展随着高分子材料工业的迅速发展，阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及应用也得到快速发展。
由于材料性能和环保的要求越来越严格，一些阻燃剂已经不能满足实际应用中的要求，开发和应用具有环保、低毒、高效和多功能化的无卤化的阻燃剂成为当今阻燃剂的发展趋势。
目前常用于高分子的阻燃剂主要为卤系、磷系阻燃剂, 他们都有一定的毒性, 且因其一般极性较强, 对材料的机械性能有所损伤, 因此, 随着环保和安全法规的日趋严格, 无卤、无磷阻燃技术的研究与阻燃剂开发十分迫切。
有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂，不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等，而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异。
因此，作为阻燃剂的后起之秀，从20世纪80年代开始得到迅速发展，理论研究与新品开发均日趋活跃。
含硅有机化合物阻燃高分子材料, 特别是塑料材料的研究始于20 世纪80 年代, 主要包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚有硅倍半硅氧烷等。
此外还有一些含硅无机物也对高分子材料具有一定阻燃效果, 如二氧化硅、玻璃等。
某些含硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外, 还能改善基材的其他性能如（加工性能、机械性能、耐热性能等), 生态友好, 阻燃材料的循环使用效果较好, 能满足人们对阻燃剂的严格要求, 所以近几年硅基阻燃剂及其阻燃技术得到了较快的发展。
目前含硅阻燃剂在阻燃聚烯烃、聚酰胺、聚酯等塑料的研究和生产应用都有报道, 特别是含硅化合物阻燃聚碳酸酯, 因其良好的效果成为了含硅阻燃剂的研究热点。
1有机硅阻燃剂阻燃机理一般认为, 有机硅阻燃剂是按凝聚相阻燃机理, 即通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性实现其阻燃功效的。
高分子材料中添加有机硅阻燃剂后, 有机硅阻燃剂多半会迁移到材料表面,形成表面为有机硅阻燃剂富集层的高分子梯度材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅系阻燃剂
概念：含有硅元素，可应用于阻燃的材料。
阻燃机理：阻燃剂在材料表面形成炭保护层，并生 成游离基捕获活性中间体，从而达到阻 燃效果。
优点：是一种成炭型抑烟剂，与其他阻燃剂相比， 其表现出优异的阻燃性、加工性能、力学性 能及环境友好性。
分类：
硅系 阻燃剂
无机硅阻燃剂： 硅酸盐（如蒙脱土） 硅胶 滑石粉等
有机硅阻燃剂： 主要是聚硅氧烷，包 括硅油、硅树脂、硅 橡胶以及多种硅氧烷 共聚物等
硅系阻燃剂改善材料阻燃性的方法：
目前实用化的含硅化合物阻燃技术
无机硅
有机硅添加硅树脂 粉末
加入高分子 量硅油与有 机金属 化合物
（4）
硅橡胶与 金属化合物 并用
（5）
硅胶与碳酸 钾并用
（6）
接枝反应，在 聚合物链上引 入硅原子或 硅基团
目前应用最为广泛的含硅阻燃剂是聚硅氧烷阻燃硅树脂体系：
G.Camino等基于对其在空气中的TG-FTIR以及TG-MS等的 测试结果提出了有机硅在空气中提高炭层热稳定性的机理如下 图所示：
实例：
PU弹性体中加入5%粉末状的环氧和甲基丙稀酸酯功能化 的硅氧烷，可以很明显的提高PU的阻燃性能。羟基封端的 聚二甲基硅氧烷（PDMS）可以直接用在环氧树脂的分子结 构中，固化环氧。（图1.5）
环氧结构中引入硅氧烷，同样可以提高环氧的阻燃性 。 （图1.6）
其中，R基为各种惰性或反应性有机取代基，如芳基、异氰酸醋基、 硅氧烷基、硅醇基、氯硅烷基、丙烯酸醋基等； X为活性基团，因此可与其它聚合物进行接枝、共聚或共混，在分
子水平上对聚合物进行增强，进而提高聚合物的热稳定性和阻燃 性。
不同结构的硅氧烷对PC阻燃性的影响：