三大阻燃剂的介绍

三大系阻燃剂的介绍
一阻燃剂的简介
阻燃剂是以树脂和橡胶为基体的复合材料含有大量的有机化合物，具有一定的可燃性。

阻燃剂是一类能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插的添加剂。

最常用的和最重要的是阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。

阻燃剂根据使用方法可分为添加型和反应型两大类。

添加型阻燃剂主要包括磷酸酯、卤代烃及氧化锑等，它们是在复合材料加工过程中掺合于复合材料里面，使用方便，适应面大但对复合材料的性能有影响。

反应型阻燃剂是在聚合物制备过程中作不一种单体原料加入聚合体系，使之通过化学反应复合到聚合物分子链上，因此对复合材料的性能影响较小，且阻燃性持久。

反应型阻燃剂主要包括含磷多元醇及卤代酸酐等。

用于复合材料的阻燃剂应具备以下性能：①阻燃效率高，能赋予复合材料良好的自熄性或难燃性；②具有良好的互容性，能与复合材料很好的相容且易分散；
③具有适宜的分解温度，即在复合材料的加工温度下不分解，但是在复合材料
受热分解时又能急速分解以发挥阻燃的效果；④无毒或低毒、无臭、不污染，在阻燃过程中不产生有毒气体；⑤与复合材料并用时，不降低复合材料的力学性能、电性能、耐候性及热变形温度等；⑥耐久性好，能长期保留在复合材料的制品中，发挥其阻燃作用；⑦来源广泛价格低廉。

二阻燃剂的分类
（1）溴系阻燃剂含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物，这类阻燃剂阻燃效率高，其阻燃效果是氯第阻燃剂的两倍，相对用量少，对复合材料的力学性能几乎没有影响，并能显著降低燃气中卤化氢的含量，而且该类阻燃剂与基体树脂互容性好，即使再苛刻的条件下也无喷出现象。

溴系阻燃剂是含卤阻燃剂中最重要和最有效的一种，其阻燃性高，添加量少，对产品的加工及使用特性影响小，作为溴甲烷系阻燃剂使用的有脂肪族、脂环族和芳香族的溴化物，溴化物单体中有机部分的性质对树脂的灭火性能有很大影响。

耐热性最大而可燃性最小的是芳香族溴化物，阻燃效果顺序一般是脂肪族＞脂环族＞芳香族，但热性能恰好相反，即脂肪族最差，芳香族最好。

最常用的脂肪族溴化物有四溴乙烷、四溴甲烷、四溴丁烷等。

由于热稳定性差，耐候性、持久性不好，已被脂环族和芳香族溴化物取代。

脂环族溴化物常用的有六溴环十六烷、三（二溴丙基）异氰酸脂、芳香族常用的溴化物有四溴双酚A、十溴二苯醚、四溴苯酐等。

溴系阻燃剂具有降低OH˙自由基浓度的能力。

含溴阻燃剂在火焰中受热分解释放出自由基Br˙，与燃烧产物反应在物反应生成HBr，HBr又与反应活性很强的OH˙作用，生成Br˙，这种反复循环作用，不断消耗，降低OH˙的浓度，从而抑制了燃烧反应的进程。

同时HBr比空气重，覆盖在燃烧表面，大大减低了树脂与外界的接触面积，这样Br˙自由基就成了燃烧过程中链锁反应的“负催化剂”，这种负催化剂作用是卤素自由基所特有的，尤其溴的这种作用最为明显。

（2）氯系阻燃剂氯系阻燃剂由于其人格便宜，目前仍是大量使用的阻燃剂。

氯含量最高的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂，由于热稳定性差，仅适用于加工温度低于200℃的复合材料，氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高，常用作不饱和树脂的阻燃剂。

（3）磷系阻燃剂、有机磷化物是添加型阻燃剂该类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体，覆盖于复合材料表面隔绝氧和可燃物，起到阻燃作用，其阻燃效果优于溴化物，要达到同样的阻燃效果，溴化物用量为磷化物的4～7倍。

该类阻燃剂主要有磷（膦）酸酯和含卤磷酸酯及卤化磷等，广泛地用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。

（4）无机阻燃剂无机阻燃剂是根据其化学结构习惯分出的一类阻燃剂，包括氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸锌等。

三三种阻燃剂的比较
许多研究表明，卤素有机化合物的耐火效应，是按照碘、溴、氯、氟的次序依次降低的。

但实际上，碘化物不稳定，且货源短缺，未被实际应用。

氯与氟的化合物的阻燃效果皆不如溴。

溴的阻燃效能一般比氯高2.5-4倍，这是因为在结构上，H-Br结合强度比H-Cl大些，故含溴化合物阻燃效果大于同类含氯化合物。

另外，溴系阻燃剂毒性低，溴碳键比相应的氯碳键弱，受热易分解，在环境中残留少，这此因素使溴化物成为首选的的卤素类阻燃剂。

含溴无机阻燃剂只有溴化铵等，溴化铵具有较高的阻燃效果，这是由于氨的存在，增加了气相中不燃气体的比例，因而目前应用较为广泛。