硅系阻燃剂
七,硅系阻燃剂的特点
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。
硅酮系阻燃剂及其阻燃技术
阻燃材料的冲击强度 , 同时 , 材料的耐热性 、 成型性 以及再循环加工性俱佳 。 由 N EC 和住友・ 道公司共同开发的 、 据称代表 着当今无卤化阻燃 PC 最高水平的新型阻燃 PC “ ” ,即是 应用新型硅酮系阻燃剂的成功范 例 。其艾佐德冲击强度 ( 缺口) 高达 441J / m ,为溴系 阻燃 PC 的 3 倍左右 , 阻燃性达 UL94 V - O 级 , 循 环回收特性亦优 ,见表 1 [ 5 ] 。
表4 硅树脂对 EVA - Mg ( OH) 2 共混物性能的影响
应用于芳香族 PC 或其合金 、 ABS 、 PS 等树脂中 的硅树脂 ,其分子结构 ( M 、 D、 T、 Q 四种结构单元的 比例) 以及分子量的大小均对阻燃材料的性能产生 举足轻重的影响 。因此 ,通过科学的分子设计 ,以保 证其与基础树脂的适度相溶性和适宜的迁移 、 表面 富集性 ,是获得高性能硅酮系阻燃材料的关键 。 【实例 3】 有机硅化合物既是阻燃 ( 增效 ) 剂 , 又 是一 种 良 好 的 加 工 助 剂 和 分 散 剂 。将 其 应 用 于 EVA2Mg ( O H) 2 阻燃体系 , 不但能改善 Mg ( O H) 2 在 EVA 树脂中的分散性 ( 使阻燃材料的力学性能降低 较少) ,而且能够改善加工性能 , 同时还使共混体系 [ 16 ] 的阻燃性能明显提高 ( 表 4) 。
构 ( 芳基含量 、 分子量和功能端基的反应性 ) 进行科 学设计 ,以达到最佳水平 。与聚甲基硅氧烷相比 ,它 在树脂 ( 如 PC) 中有十分良好的分散性 , 对 PC 、 PC/
ABS 合金不但具有高效阻燃性 , 而且能大幅度提高
逸 ,又抑制了高分子材料的热分解 , 达到高阻燃化 、 低发烟量 、 低有害性的目的 。 以新型硅酮系阻燃剂 “XC99 - B5654 ” 为例 , 因 其与 PC 相溶性良好 ,故能均匀分散于基体树脂中 。 ) 则呈熔融态 , 由于阻燃剂的粘度 燃烧时 ( 约 800 ℃ 比 PC 小 ,从而产生相分离 ,硅酮向树脂表面适度迁 移、 富集 ,形成均质的阻燃炭化层 [ 5 ] 。 鉴于硅酮的阻燃作用与其表面富集特性有关 , 所以 ,硅酮阻燃剂与基体树脂的相溶化程度 、 硅酮的 分子结构和分子量大小决定了被阻燃材料的阻燃性 能 。阻燃 PC 材料的氧指数与硅酮化合物的结构和 分子量的关系见图 2 。
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。
河南奥嘉硅系阻燃剂项目竣工
使复合材料 的摩擦系数降低 ２ ８ ． ５ ７ ％。 （ ３ ） 复合材料 的磨损率 随载荷 的增 大而增大。 而 酸 化 ＭＷＣ Ｎ Ｔ ｓ 能 够有效地提 高 Ｅ Ｐ ／ Ｂ Ｆ复 合 材料 的耐磨 损性 能。当载荷为 ２ ０ ０ Ｎ时， 与Ｅ Ｐ ／ Ｂ Ｆ复合 材料 相 比， 填充 质量 分数 为 １ ． ５ ％ 的酸化 ＭＷＣ Ｎ Ｔ ｓ ， 能够使 Ｅ Ｐ ／ Ｂ Ｆ复合材料 的磨损率 降低
耿健 ： 酸化 ＭＷＣ Ｎ Ｔ ｓ 填充 Ｅ Ｐ ／Ｂ Ｆ复合材料的摩擦磨损性能
１ ０ｌ
３ 结论
ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｕ ｂ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｎ ａ ｎ ｏ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ
ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｌ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｎ ｎｏ ａ ｔ ｕ ｂ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｓ ［ Ｊ ］ ． Ｎａ ｎｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ２ ０ ０ ５ ， １ ６ （ ４ ） ： ３ ５ ０ — ３ ５ ３ ． ［ ７ ］Ｌ ｉ Ｙ ｕ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｂ ｉ ｎ ， Ｌ ｕ ｏ Ｊ ｕ ｎ ｈ ａ ｎ ｇ ， ｅ ｔ ａ １ ． Ｐ ｕ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ ＶＤ
有机硅阻燃协效剂
有机硅阻燃协效剂
随着现代化生产制造的不断发展，阻燃材料的需求不断增加。
而硅基材料由于其良好的力学性能、化学性能和高温耐性能备受关注。
有机硅阻燃协效剂便是应用于硅基材料的一种阻燃材料。
本文将介绍有机硅阻燃协效剂的相关知识与应用。
第一步，介绍有机硅阻燃协效剂的基本概念。
有机硅阻燃协效剂是一种既有机又有无机的阻燃材料。
它是一种由有机硅化合物和阻燃剂组成的复合材料，可使聚合物材料具有优异的阻燃性能。
与单一阻燃剂相比，有机硅阻燃协效剂改善了硅基材料的综合性能。
第二步，着重介绍有机硅阻燃协效剂的原理。
有机硅阻燃协效剂的原理是在有机硅基材料中引入阻燃剂作为配合剂。
阻燃剂引入后，在加热和燃烧时释放出阻燃气体，并形成具阻燃功能的炭层。
而有机硅基材料则可以作为阻燃剂的载体，从而发挥协同作用，提高阻燃效果，亦能提升硅基材料的力学性能和化学性能。
第三步，详细介绍有机硅阻燃协效剂的应用。
有机硅阻燃协效剂广泛应用于电气电子、汽车、军工、航空航天等行业中。
例如，在电子行业中，有机硅阻燃协效剂可以用于制造电脑主板等产品；在汽车行业中，有机硅阻燃协效剂则可用于制造汽车仪表板等产品。
在军工和航空航天行业中，有机硅阻燃协效剂则是制造阻燃材料的重要原材料，可用于制造导弹、卫星等阻燃材料。
总之，有机硅阻燃协效剂是由有机硅化合物和阻燃剂组成的阻燃材料，在现代化生产制造中得到了广泛应用。
它的优异性能赋予了硅基材料更广泛的用途，为人们生产生活带来了巨大的贡献。
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。
新型环保有机硅阻燃剂
上海锶铭橡塑科技有限公司
新型有机硅阻燃剂
FS-2049 / FS-2070
产品特点：
FS-2049/FS-2070是我公司开发的特殊结构的纯有机硅结构化合物阻
燃剂，具有良好的热稳定性、成碳性和阻燃性能，在PC中具有良好的
分散性能，阻燃性能更持久稳定。
FS-2049/FS-2070可替代KSS，HES及2025等阻燃剂，与我公司硅系抗
滴落剂复配具有更好的阻燃效果。
产品性能
外观：可流动性白色粉末
热分解温度/ N2/5% ： >300°C
有效成分： 99 %
使用方法
FS-2049/FS-2070主要适用于半透明PC材料的阻燃，建议添加量为
0.1%～0.5wt%，依据增韧剂、抗滴落剂、制品厚度等不同，进行试验，
确定合适的添加量。
应用举例：
物料配比 1.6 mm 1.2 mm 1.0 mm PC: FS2070 : FR3300=99:0.5:0.5V0- - PC: FS2070 : FR3300=98.5：0.5:0.8-1.0V0V0V0 4. 注意事项
本产品属于消防法非危险物。
需放置与阴暗干燥的场所。
因是流动性粉
末，操作时须戴口罩。
进入眼睛时，请立即用流水冲洗20分钟以上，
接受医生诊断。
5. 包装
200g（密封袋）、20kg/25kg（纸板桶或纸箱）。
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。
硅系阻燃剂阻燃PC及PC／ABS复合材料研究进展
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ４ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ － Ｃｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆｌ ａ ｍｅ Ｒｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ Ｐ Ｃ ａ ｎ ｄ Ｐ Ｃ／ＡＢＳ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ
聚碳 酸酯 （ Ｐ Ｃ ） 是一 种综 合性 能优 良的热 塑性工 程 塑
料， 其 冲击 强度 及透光率高 、 尺 寸稳 定性 好 、 易着 色 、 耐老化 ， 且具有优 良的电绝 缘性 ， 但 同时 也存在着 耐磨性差 、 加 工流
动性差等缺点。 将Ｐ Ｃ与丙烯腈 一丁二烯 一 苯乙烯塑料 （ ＡＢ Ｓ ）
ｎｄ ａ ｉ ｔ ｓ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｓ ， ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ・ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ，ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｉ ｒ ａ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ＤＯＰ Ｏ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｐ Ｃ ｎｄ ａ Ｐ Ｃ／ ＡＢＳ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｅ ｌ ｆ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ — ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｌａ ｆ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｐ Ｃ ａ ｎ ｄ Ｐ Ｃ ／ＡＢＳ
磷_硅阻燃协同效应的研究及应用
磷、硅阻燃协同效应的研究及应用赵 雪 浙江庆茂纺织印染有限公司(中国)展义臻 浙江三元控股有限公司(中国)K.Chan 浙江庆茂纺织印染有限公司(中国)摘 要:对磷系阻燃剂、硅系阻燃剂及其协同阻燃体系的阻燃机理进行深入研究,详细叙述了磷硅协同阻燃体系在棉织物中的应用情况,并对其发展前景进行了展望。
关键词:磷系阻燃剂,硅系阻燃剂,阻燃机理,协同效应,棉织物 在阻燃剂的生产和应用中,人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时,也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。
所谓复配,主要是利用阻燃剂之间的相互作用,以期提高阻燃效能,即通常所称的阻燃剂“协同效应”。
大多数含磷阻燃剂与含有氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。
前人对磷-氮协同体系及磷-卤素协同体系的作用机理都已作了不少研究[1～3],但对磷-硅的协同阻燃效应的研究却很少有报道。
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,而且经整理后的阻燃材料的循环利用效果也十分优异[4],有机磷阻燃剂具有优良的阻燃性能、低毒、耐热性良好等特点。
将有机硅阻燃剂与有机磷阻燃剂一起使用时不仅具有显著的协同阻燃作用、广泛的适用性,且具有明显的互补性、发展潜力,应用前景十分光明。
1 阻燃机理1.1 磷系阻燃剂阻燃机理磷系阻燃剂大致上可以分为六个大类:无卤磷酸酯、无卤缩合磷酸酯、卤化磷酸酯、反应型磷酸酯、红磷系列、磷酸盐系列化合物。
磷系阻燃剂的阻燃机理主要为:一是燃烧时分解生成磷酸或者多磷酸,然后再进一步形成高粘性熔触玻璃质或者致密的炭层,以固体形态使基质与热和氧隔绝开来。
二是捕捉游离基。
在燃烧中分解生成P O或者HP O等游离基,在气相状态下捕捉活性H游离基或OH游离基,磷系阻燃剂的游离基捕捉反应式如下:H3P O4→HP O2・+P O・+其他H・+P O・→HP O・H・+HP O・→H2+P O・OH・+P O・→HP O・+O・三是膨胀。
PP PE用阻燃剂总结
阻燃剂一、氮系阻燃剂1、三聚氰胺常用于制造膨胀型防火涂料中的发泡成分, 其发泡效果好, 成炭致密。
除单独作阻燃剂外, 常用的阻燃品种是与酸反应产生的衍生盐, 如汽巴精化开发出的M系列阻燃剂, 广泛用于PE、PP 以及P VC 塑料等热塑性、热固性塑料等领域; 三聚氰胺与液态磷酸酯合用, 广泛应用于阻燃聚氨酯泡沫材料。
16000元/吨2、双氰胺双氰胺主要用于制造胍盐阻燃剂, 可以代替三聚氰胺, 或者与三聚氰胺结合。
欧洲专利报导双氰胺等比例混合, 添加量5% , 可使聚酰胺达到U L94 V 0 级的阻燃效果, 且这种阻燃剂对材料的撕裂强度影响很小。
此外, 双氰胺可以制造木材防火胶。
日本专利报导用双氰胺甲醛磷酸制成阻燃剂, 用于防火人造板。
11500元/吨3、氰尿酸三聚氰胺盐( MCA)MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在一定的温度下, 以水为介质合成的, 是一种添加型的阻燃剂。
它无毒无臭无味, 分解温度高, 不仅阻燃效果好, 而且加工时烟雾小, 与高分子材料相容性好, 无表面迁移现象。
主要用于尼龙、PBT、PP、环氧树脂、有机硅、聚氨酯、橡胶等高分子材料的阻燃。
其阻燃效果好, 可以和磷、溴、锑系阻燃剂有良好的协同效应, 也可和其他助剂复合使用, 取得良好的阻燃效果。
从经济的角度出发, 做尼龙类材料的阻燃效果最明显。
16000元/吨二、磷- 氮阻燃剂的种类1、三聚氰胺磷酸盐类三聚氰胺磷酸盐类常用的有磷酸三聚氰胺、磷酸双三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯等, 这是目前合成阻燃剂中最常见的一类。
磷酸三聚氰胺：37000元/吨焦磷酸三聚氰胺：24000元/吨a 三聚氰胺磷酸盐市售一般有磷酸蜜胺盐、磷酸二蜜胺盐等, 组成不同结构有差异, 因而其溶解性、热稳定性和分散性不同, 阻燃效果也不一样。
其阻燃效果比聚磷酸胺好, 具有耐候性。
主要用于建筑特别是钢结构涂料中。
b 三聚氰胺焦磷酸盐用磷酸处理三聚氰胺, 再于250~ 270 加热可制得用于有效阻燃聚氨酯塑料的三聚氰胺焦磷酸盐, 解决了其他大多用于纺织、纤维和塑料的阻燃剂不能有效阻燃聚氨酯的难题。
硅系阻燃剂
1.阻燃剂1.1我国阻燃剂需求介绍我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续、快速发展，迎来了一个大发展的机遇，同时，也面临严峻的挑战。
我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，年均消费增长率超过20％。
从2002年开始，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于电子电器、汽车市场两个方面。
阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全，在这种背景下，一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品，同时也将促进新阻燃材料的问世。
这些新的阻燃材料将具有低放热率、低生烟性和低毒性，而且阻燃效率不会降低。
由于人们对使用溴系阻燃剂十分审慎，给其发展前景蒙上了一层阴影。
但由于溴系阻燃剂在阻燃领域的历史地位，而且在很多应用领域还很难找到合适的代用品，所以溴系阻燃剂在欧洲等国仍然是无可替代的选择。
但寻找溴系阻燃剂(特别是十溴二苯醚)的代用品，以逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化将是明显的发展趋势之一。
今后全球溴系阻燃剂消费量增速缓慢，而代用品将会继续增多。
预计未来5年内，我国阻燃剂消费量年均增长率可达到15％。
目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上均与发达国家存在较大差距。
随着国家对阻燃技术要求力度的加强，我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景。
我们应该提高开发创新能力，推动阻燃剂工业朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。
1.2常用的阻燃剂1.2.1卤系阻燃剂卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂。
含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香一脂肪族的溴化合物，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚等，这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A使用量较大。
含氯阻燃剂主要是氯化石蜡。
溴系阻燃剂的优点在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，根据阻燃机理能显著降低燃气中溴化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好。
即使在苛刻的条件下也无析出现象。
有机硅_聚合物阻燃改性应用与研究进展
Vol 134№3(Sum 1173)J une 2006塑料科技PL ASTICS SCI 1&TECHNOLO GY文章编号:100523360(2006)0320053205有机硅/聚合物阻燃改性应用与研究进展周盾白1,2,贾德民1,黄险波2(1.华南理工大学材料学院,广东广州510640;2.金发科技股份有限公司,广东广州510620) 摘 要: 介绍了有机硅/聚合物阻燃改性的应用和研究进展。
通过有机硅对聚合物进行物理(共混)和化学改性(共聚、交联和接枝),聚合物的阻燃性能、加工性能、热稳定性和力学性能均得到改善。
有机硅还和一些阻燃剂存在协效作用,能在阻燃材料中起到阻燃协效剂、加工助剂和分散剂的作用。
关键词: 有机硅;阻燃改性;共混;共聚;交联;接枝中图分类号:TQ32513文献标识码:A 基金项目:国家自然科学基金项目(20304003)作者简介:周盾白(1972—),男,博士后。
研究方向为聚合物改性。
收稿日期:2006202223 硅系阻燃剂具有诸多优点,如含硅阻燃聚合物燃烧热值低,燃烧时少烟无毒,火焰传播速度慢;同时还能改善基体树脂的力学性能和耐热性能等。
因此尽管硅系阻燃剂的成本较高,仍然成为近年来研究的热点。
硅系阻燃剂分为无机硅阻燃剂和有机硅阻燃剂两种,对无机硅阻燃剂的研究既有对传统的无机硅填料的阻燃研究[122],也有对新型材料———聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的研究[325]。
对无机硅阻燃材料的研究目的主要是提高无机硅填料与基体的相容性,并提高其阻燃效率。
有机硅系阻燃剂具有高效、低烟、无毒、防熔滴、对基材性能影响小等优点,对有机硅系阻燃材料的研究主要是通过改进分子结构、提高分子量等来提高阻燃效果、改善成炭性及基体材料的加工和力学性能[6]。
1 有机硅/聚合物共混阻燃改性有机硅具有优异的热氧化稳定性,这是由构成分子主链的硅氧键的性质所决定的。
有机硅的闪点几乎都在300℃以上,具有难燃性。
无机硅系阻燃剂
无机硅系阻燃剂是一种用于提高材料阻燃性能的化学物质。
它主要由硅酸盐、硅酸酯等无机化合物构成，具有优异的阻燃性能和耐高温性能。
无机硅系阻燃剂可以通过吸热、稳定燃烧过程、隔绝氧气等多种机制来降低材料的燃烧性能，从而减少火灾事故的发生。
无机硅系阻燃剂广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、涂料等行业中，以提高产品的阻燃性能。
它可以用于制造电线电缆、建筑材料、汽车部件等需要具备阻燃性能的产品。
与有机阻燃剂相比，无机硅系阻燃剂具有无毒、无味、无污染等优点，更加环保和可持续。
总的来说，无机硅系阻燃剂是一种重要的化学物质，可以提高材料的阻燃性能，减少火灾事故的发生，广泛应用于各个行业中。
磷硅阻燃剂协同效应及其应用
磷硅阻燃剂协同效应及其应用在阻燃剂的生产和应用中,人们在探索合成新型高效阻燃剂的同时,也对阻燃效果较好的阻燃剂进行复配。
所谓复配,主要是利用阻燃剂之间的相互作用,以期提高阻燃效能,即通常所称的阻燃剂“协同效应”。
具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好,阻燃性能增强,既可阻燃又可抑烟,还具有一些特殊功能;其应用范围广,成本低,能提高经济效益,是实现阻燃剂低卤无卤化有效途径之一。
大多数含磷阻燃剂与含氮或卤素的化合物共同使用时,能大幅度提高阻燃效果。
前人对磷/氮协同体系及磷/卤素协同体系的作用机理及应用都已作了不少综述]。
但对磷/硅的协同阻燃效应及应用却鲜有报道。
有机硅系阻燃剂[3]是一种新型的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,还是一种良好的分散剂,能增加材料间的相容性。
它作为一类高分子阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点。
有机磷阻燃剂具有高热稳定性,耐析出性好,高效低毒,不挥发等特点。
将两者结合起来,通过复配,可以获得阻燃效果更佳的复合型阻燃剂。
1磷/硅阻燃剂阻燃机理传统的协同体系有卤/磷、锑/卤、磷/氮等,还可将阻燃剂进行复配,以达到降低阻燃剂用量,提高阻燃性能的目的。
磷/硅协同体系是近几年才引起专家学者们注意的一类无卤阻燃剂。
磷/硅阻燃剂有两类:1)磷系化合物与硅系化合物复配的阻燃剂。
2)阻燃剂化合物本身含有磷及硅元素。
磷系阻燃剂[4]包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类。
无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵等,它们稳定性好,不挥发,不产生腐蚀性气体,阻燃效果持久,毒性较低。
有机磷系阻燃剂主要包括对磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷杂环化合物、缩聚磷酸酯和有机磷酸盐等。
与卤系相比,虽然有一定的毒性,但它们的致畸性不高,分解产物的腐蚀性和毒性也很少,除阻燃效果好以外,磷系阻燃剂对提高高分子材料的综合性能也有十分重要的作用。
磷系阻燃机理[5]分为三类:一是磷具有强脱水性,磷系阻燃剂高温燃烧时的生成磷酸或聚磷酸,容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,使基质与热和氧隔绝开来。
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。
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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。
• SFR-100可通过类似于互穿聚合物网络（IPN） 部分交联机理而结合入基材聚合物结构中，这 种机理可大大限制硅添加剂的流动性，因而使 它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面。 • 以SFR-100为基的添加系统还能够改善聚烯烃 表面的光滑性，但不改变其它表面性能。例如， 它对基材的粘附性能没有影响。
• 尽管SFR-100在各种聚烯烃配方中均能改善材 料的加工性，但其改善的程度则与很多因素有 关，如材料，添加剂及加工设备等。
• 可以预见，SFR-100将在要求优异阻燃性和抑 烟性但不宜使用含卤阻燃剂的领域中获得更广 泛的应用。而这种采用SFR-100为添加剂的有 机高聚物会开辟新的市场。
以SFR-100树脂为阻燃剂时，只需低用量即可 满足一般阻燃要求，并能保持基材原有的性能； 而若提高用量，则可赋予基材特别优异的阻燃 性和抑烟性，使这类阻燃材料能用于防火安全 要求非常严格而以前的阻燃体系又不能适用的 场所。 对于加有填料和未加填料的聚烯烃，由于燃烧 时SFR-100能与它们形成炭层，所以既能提高 其氧指数，又能降低UL94标次所规定的火焰 传播速度。而所能达到的实际阻燃效果，则取 决于聚烯烃与阻燃剂的结合情况。
• 实验表明，SFR-100能改善聚烯烃在低 温下的Gardner和V型缺口抗冲强度，在 某些情况下，硅树脂还能降低聚烯烃的 玻璃化温度。这说明，硅树脂与聚烯烃 基材相容。此外，SFR-100对弹性聚烯 烃（如EEA）机械性能的改善比对刚性 聚烯烃（如PP）大。
• 当正确混配时，SFR-100不会降低聚烯烃的熔 融性能，而且在大多数情况下，的确能改善其 熔融性能（SFR+硬脂酸镁）。 • 在任何情况下，SFR-100均能改善聚烯烃的加 工性能。SFR-100应在所有固体组分完全熔化 和彻底混合均匀后再加入。
阻燃科学与技术
主讲教师：邓鑫 讲师
硅系阻燃剂
• • • • 硅系阻燃剂简介 SFR-100树脂性能和阻燃机理 SFR-100树脂的应用 对SFR-100树脂的综合评价
硅系阻燃剂简介
• 阻燃剂在大多数情况下都会恶化树脂基材的物 理-机械性能，尤其是抗冲击强度。在众多的 非卤体系中，硅化合物正异军突起，在阻燃家 族中倍受青睐。现已证明，至少在聚烯烃中采 有硅阻燃剂，不仅可大大改善材料的阻燃性能 及抑烟性能，而且可提高树脂基材所需的性能。 如American GE公司生产的硅阻燃剂SFR-100 树脂的性能及在聚烯烃中的应用效果。
在APP中加入SFR-100时，它的热稳定性可提 高17-31℃，从而可将其用于聚烯烃。 季戊四醇是一个常用于塑料和涂料的增强剂， 当它与APP并用时，遇火形成膨胀炭层。 用SFR-100改性的PP可用于制造烟检测器、 绝缘和包覆材料及某些小型构件。
对SFR-100树脂的综合评价
• 除了能提高材料的阻燃性及抑烟性外，SFR100与其它特殊添加剂并用，还可改善聚烯烃 的机械性能和流变性能 • SFR-100能提高含有填料和不含填料的聚烯烃 在高温，特别是在低温下的抗冲击强度。 • 由于硅树脂的惰性和稳定性，以及极低的玻璃 化温度（根据组成为-54℃~-87℃），所以它 即使长期处于高温或低温下均能保持其弹性。 除非非常接近玻璃化温度，硅树脂的物理机械 性能不会有什么变化。而一般的有机材料，在 远高于玻璃化温度时，其性能即发生明显改变， 因而限制了它们在低温下的应用范围。
SFR-100与硬脂酸镁相结合，也能改善聚合物 的加工性能。例如，能使吹塑在较低温度、较 低粘度及较低剪切速度下进行，但又保持较高 的R-star值（该值越高，说明材料的吹塑性越 好）。此外，这种混合阻燃剂也能降低模塑所 需的压力、温度和剪切速度，因而有助于降低 能耗，减轻模的内应力。 由于SFR-100能改善聚合物的加工性和降低生 产成本，所以它对PP薄膜纤维制造商及电气、 电子包装材料商也将具有吸引力。
SFR-10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ树脂性能 和阻燃机理
• SFR-100树脂是一种透明、粘稠的硅酮聚合物， 通常与一种或多种协同剂并用。 • ⅡA族有机金属盐（如硬脂酸镁），聚磷酸铵 （APP）与季戊四醇的混合物，氢氧化铝等。 它们既能与基材聚合，又能与SFR-100树脂发 生协同效应；它们不仅能提高这两种聚合物的 互渗性，而且能促进炭层的生成，进而阻止烟 和火焰的发展。