常用阻燃剂分类及介绍
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阻燃剂的分类:
1、按所含阻燃元素分
按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、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的接触。
磷系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。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。
在氮系阻燃剂中,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,阻燃效果比较好。
2、按组分的不同分
按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、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阻燃剂,它的主要组分是无机物,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机物,主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有一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,具有较好的耐洗涤的阻燃性能。
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。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,需求总量占阻燃剂需求总量一半以上,需求增长率有增长趋势。
3、按使用方法分
按使用方法的不同可把阻燃剂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,从而提高材料的抗燃性,起到阻止材料被引燃和抑制火焰的传播的目的。在阻燃剂类型中,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%。
不同材料通常采用的阻燃剂:
聚烯烃PP/PE:氢氧化镁,氢氧化铝,磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),聚磷酸铵,八溴醚,磷酸三苯酯,六溴环十二烷,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),硼酸锌,十溴二苯乙烷,包覆红磷,三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯(TBC)聚氨酯PU:三(2-羧乙基)膦(TCEP),磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),甲基膦酸二甲酯(DMMP),聚磷酸铵,磷酸三苯酯,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),水合硼酸锌(FB)。
不饱和树脂UPR:磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、六溴环十二烷(HBCD)、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯(TBC)、聚磷酸铵
尼龙PA6/PA66:氰尿酸三聚氰胺盐(MCA),三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),水合硼酸锌(FB),十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷
聚酯PBT/PET:磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),磷酸三苯酯,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,包覆红磷聚苯乙烯PS:磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),六溴环十二烷(HBCD),氰尿酸三聚氰胺盐(MCA),三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯(TBC),三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,硼酸锌
环氧树脂EP:磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),磷酸三异丙基苯酯(IPPP),聚磷酸铵,十溴二苯醚,甲基膦酸二甲酯(DMMP),磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,YS-DO601
聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS:八溴醚,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯(TBC)
聚碳酸酯PC:磷酸三苯酯,HBCD,氰尿酸三聚氰胺盐(MCA),聚磷酸铵
聚氯乙烯PVC:三(2-羧乙基)膦(TCEP),磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),
磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),磷酸三异丙基苯酯(IPPP),氰尿酸三聚氰胺盐(MCA),八溴醚,磷酸三苯酯,聚磷酸铵
酚醛树脂PF:三(2-羧乙基)膦(TCEP),磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCPP),磷酸三苯酯,硼酸锌,聚磷酸铵纸张Paper:磷氮系阻燃剂
纺织品Textile:磷氮系阻燃剂(耐久)
聚甲醛POM:氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)
防火涂料Paint:磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP),氰尿酸三聚氰胺盐(MCA),聚磷酸铵,硼酸锌,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),聚苯醚(PPO),聚四氟乙烯微粉
常用阻燃剂介绍:
八溴醚:
八溴醚是一种白色粉末,低毒,可溶于苯、丙酮、氯仿等, 不溶于水和已醇,分解温度大于285℃,是四溴双酚深加工的主要产品,阻燃效果更好。八溴醚作为添加型阻燃剂,是一种既含有芳香族溴又含有脂肪族溴的高效阻燃剂,有极好的热稳定性和光稳定性。主要用于聚丙稀、聚丙乙烯、聚丙乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、树脂中。与六溴环十二烷相比, 分解温度较高, 在有些方面是六溴环十二烷无法替代的。
八溴醚又称四溴双酚A(2,3一二溴丙基)醚。简称BDDP,分子量943.65。灰白色粉末,相对密度2.17。熔点107~120℃。理论溴含量67.7%。溶于二氯乙烷、甲苯、丙酮,微溶于水和甲醇。质量损失5%的温度325℃。
[质量指标]
外观灰白色粉末熔点107~120℃
八溴醚的质量分数≥99.0% 水分≤0.5%
溴含量≥67%[2]
[应用] 用作胶黏剂的添加型阻燃剂,适用于PVC、PS等。
八溴醚主要用做塑料阻燃剂,在聚丙烯,聚苯乙烯中添加效果尤为显著。本品有极好的热稳定性和光稳定性,与Sb2O3并用有良好的协同作用,阻燃效果极佳,广泛应用于PP,PE,ABS,PVC等树脂中,特别适用于PP塑料,是目前PP塑料最优良的阻燃剂。
红磷
红磷阻燃剂是以红磷为代表的一种阻燃剂,是一种紫红或略带棕色的无定形粉末,为有机无卤阻燃剂,具有优良的热稳定性,不挥发性,不产生腐蚀性气体,阻燃效果好,电绝缘性佳等特点。在使用过程中没有毒性危险,添加量少,不溶解,熔点高等优点。