化学膨胀阻燃剂(IFR)炭层形成过程

化学膨胀型阻燃剂为制备低烟无卤环保阻燃橡胶材料提供了另一种重要途径。膨胀型阻燃剂(IFR)是指一类以碳、氮、磷元素为核心成分的复合阻燃剂，一般由碳源(成炭剂)、酸源(脱水剂)和气源(膨胀剂)三部分组成。

传统使用的IFR为聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)三者及其衍生物并用。IFR的阻燃机理被认为是：复合材料在燃烧时，三源间发生化学反应生成多孔膨胀炭层，该炭层实质为碳的微晶。该炭层不易燃烧，但可以起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴等作用，从而达到阻燃的目的。

炭层形成的历程是：(1)在较低的温度下，酸源分解释放出无机酸；(2)在稍高于酸源释放酸的温度下，体系中的酸与醇发生酯化反应；(3)阻燃材料在酯化前和酯化过程中逐渐融化、变软；(4)反应过程中产生的水蒸气和气源放出的不燃性气体使整个熔融体系发泡膨胀，同时酯脱水炭化，形成无机物及碳的残渣；

(5)体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，反应结束。上述各步反应几乎同时发生，但又须按严格的顺序进行，如果其中任何一个反应不能适时进行就不能起到膨胀阻燃的作用。