阻燃剂的研究现状及进展

2008年5月第5卷第1期

May

2008No.1Vol.5

1、前言

高分子材料具有很多优越性能，广泛应用于电子、机械、化工、航空航天等领域。随着人们对火灾防范意识的提高以及减灾防灾理念的增强，人们对材料的阻燃要求也愈来愈高，使阻燃剂的研制、生产及推广应用得以迅速发展，阻燃剂的品种日趋增多、产量急剧上升。据粗略估计，全球65～7O%的阻燃剂用于塑料，2O%用于橡胶，5%用于纺织品，3%用于涂料，2%用于纸张及木材[1,2]

我国的阻燃剂生产起步晚，生产规模小，工艺水平比较落后，产品结构也趋于单一化和老旧化。国内开发研制的阻燃剂仅适用于建筑交通等技术性要求不强的领域，在对性能要求较高的电子工业、航空等高科技领域中应用得还很少。特别是一些高效低毒的阻燃剂，仍然基本上依靠进口。国内生产和在用的阻燃剂8O%以上是溴系阻燃剂和氯系阻燃剂。据报道，截止到2003年，我国阻燃剂总生产能力约

15万吨／年，阻燃剂品种有120多种[3]。

2、几种典型阻燃剂的特点及进展2.1无机阻燃剂

无机阻燃剂分解温度高，除了有阻燃效果外，还有抑制发烟和毒性的作用，目前国外工业发达国家，无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂。主要使用的品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷等[4，5]。

2.1.1氢氧化物

氢氧化物阻燃剂主要有氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、层状双氢氧化物(LDHs)等，这类阻燃剂稳定性好、不产生有毒气体、发烟量小，是无卤阻燃体系的主要成分，其主要通过分解吸热和释放水分以达到阻燃抑烟效果。Xingui Zhang 等[6]将纳米级

Al(OH)3用于EVA 的阻燃，当ω(纳米ATH)=60%

时，EVA 的氧指数即可达37.9%，同时阻燃材料的力学性能下降不大；李学锋等[7]通过正交实验研究发现，在100份(质量份)UPR 中添加75份ATH 、15份氯化石蜡、6份氧化锑、10份硼酸锌及4份磷酸三苯酯的协同阻燃体系能使UPR 氧指数高达

[收稿时间]2007-2-2

[作者简介]王升文（1970-），男，湖南娄底人，扬州工业职业技术学院教师，主要研究方向：精细化工的教学与研究。

阻燃剂的研究现状及进展

王升文邱银香

扬州工业职业技术学院江苏扬州225127

[摘要]介绍了国内外阻燃剂的生产状况和市场分布情况，几种典型阻燃剂的特点及进展；对各型阻燃剂的优缺点进行了简单

阐述；指出我国阻燃剂工业应向着环保、低毒、高效的方向发展。

[关键词]阻燃剂特点进展[中图分类号]TQ:320.66

[文献标识码]A

[文章编号](2008)-01-0041-03

Present Status and Development on Flame Retardant

Wang Shengwen 1Qiu Yinxiang 2

Yangzhou Polytechnic Institute,Yangzhou Jiangsu 225127

Abstract:In this paper,the situation of production and market distribution about flame retardants are introduced ，The characteristics and development of different flame retardants are explained ．The advantages and disadvantages of different flame retardants are simply compared ．The developing tendency of the flame retardant industry should be focused on environmental protection ，low toxicity and high efficiency ．

Key words:flame retardant;characteristics ;development

王升文邱银香：阻燃剂的研究现状及进展

2008年5月第5卷第1期May2008 No.1Vol.5

36%。

2.1.2无机磷系化合物

无机磷系阻燃剂主要为红磷、磷酸酯及聚磷酸铵等。它们主要在凝聚相中发挥阻燃作用。无机磷系阻燃剂受热分解成磷酸、聚偏磷酸、偏磷酸等强脱水性的酸。这些酸可使高聚物脱水炭化形成炭膜，这种呈粘稠状液态和固态膜不仅可以隔热，而且还可以阻止可燃气体和氧气的扩散，以达到阻燃的目的。大量的研究表明，磷系阻燃剂与多种阻燃剂有协同效应，其机理还有待于进一步深入研究。李学峰等[8]研究了红磷、ATH、MH三者复配体系并应用于EVA 的阻燃，结果表明，该复配体系能在较宽的温度范围内起阻燃作用。

2.1.3氧化锑

氧化锑阻燃剂一般不单独使用而是作为阻燃协效剂与卤素化合物配合起阻燃作用。研究表明，卤化物与Sb203产生协同效应，可以明显提高卤素阻燃剂的阻燃效率。原因为其生成的易挥发物SbX3(X表示卤素)作为自由基捕捉剂能有效的捕捉聚合物燃烧产生的自由基，起气相阻燃作用。我国锑资源丰富，价格低廉，对发展锑系阻燃剂有着得天独厚的优势。Fer-nandes J R等[9]用Sb203与十溴二苯醚协同阻燃UPR，经过UL-94、DSC、TGA测试，得出试样燃烧活化能较纯树脂增加87%，且在离火1s内自熄。

2.1.4钼化合物

当代阻燃技术中“抑烟”和“阻燃”相提并论，对某些聚合物而言，“抑烟”甚至比“阻燃”更为重要。一般用于抑烟的是钼、铁、铜、锡的化合物及氢氧化物，但主要应用的是钼化合物，如三氧化钼、钼酸铵、钼酸锌和钼酸钙等。Wallace等Ezg[10，11]对大量钼化物的抑烟作用作了研究，发现钼化物抑烟是通过Lewis 酸机理起作用的，其可以使含卤树脂在加热早期加速脱卤反应，并减缓偶联反应的进行，这样就难以形成芳香族化合物而只形成石墨状焦炭，而此类芳香族化合物是烟的主要组成部分。

2.2溴系阻燃剂

溴系阻燃剂的阻燃性能比相应的氯系约高50%，并且可以同时在气相和凝聚相中起到阻燃作用，另外还具有与高聚物相容性好，不恶化基材的物理机械性能和电气性能等诸多优点。这使得溴系阻燃剂发展迅速，并成为世界上产量最大的有机阻燃剂之一。但是，溴系阻燃剂也有严重缺点：降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使用多溴二苯醚阻燃的树脂燃烧产物中有致癌物质等。以下是两种比较有发展前景的改进溴系阻燃剂性能的新技术。

2.2.1溴系阻燃剂的协同阻燃

协同阻燃技术即同时使用二种以上的阻燃剂或应用二种以上的阻燃机理来开发阻燃剂的品种或剂型，从而克服单一阻燃剂的相应缺点，使其性能互补，达到降低阻燃剂用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理机械性能等目的。目前人们研究较多的协同技术是磷-卤协同、磷-氮协同、溴-无机协同等。

2.2.2溴系阻燃剂的高聚物及齐聚物

含溴高聚物阻燃剂具有挥发性低、分散相溶性好、不易迁移和起霜、热稳定性好及低毒等特点，可有效克服低分子溴阻燃剂发烟量高、产生有毒气体和腐蚀性气体、降低被阻燃基材抗紫外线稳定性的问题。

2.3有机磷系阻燃剂

有机磷系阻燃剂也是非常重要的一类有机阻燃剂，在有机磷系阻燃剂当中，最重要的阻燃剂是磷酸酯类阻燃剂。有机磷系阻燃剂的另一个发展方向是膨胀型阻燃剂[12-14]。它是应用磷-氮协同、不燃气体发泡、多元醇和酯脱水炭化形成阻燃碳化层等多种阻燃机理共同作用而起到阻燃效果的。以APP为主要原料的膨胀型阻燃剂已成为研究开发的热点[15]。

3、结束语

随着人们对可燃材料阻燃的重视，阻燃剂已经随着高分子材料的广泛应用而得到了很大发展，并且随着人们环保意识的增强，新型阻燃剂品种不断出现，一些新兴技术也被不断地应用到阻燃剂的研究和生产当中。今后，阻燃剂的发展趋势将是无毒、无卤、低烟、对环境冲击最小且具有最佳阻燃性能的新型阻燃剂体系。可以预言，阻燃剂在全球范围内将有一个蓬勃发展的前景。

参考文献:

[1]夏俊，王良芥，罗和安．阻燃剂的发展现状和开发动向[J]应用化工，2005，34(1)：1.

工程技术