阻燃劑的種類(lei)有(you)很多,按(an)成(cheng)分(fen)大體可以分(fen)成(cheng)有(you)機(ji)(ji)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)和無(wu)機(ji)(ji)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)兩(liang)類(lei)。其中有(you)機(ji)(ji)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)包括(kuo)鹵系阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)、磷-氮(dan)型阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)、有(you)機(ji)(ji)磷系阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)、有(you)機(ji)(ji)硅系阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)等。我們就阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)劑(ji)的阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)理選取幾類(lei)進行介紹。
鹵系阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)(ji)是有(you)機(ji)阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)(ji)中一個重要(yao)成員,它(ta)的(de)(de)(de)主要(yao)成分是鹵素有(you)機(ji)物。在高溫條件下高分子(zi)降解產生(sheng)的(de)(de)(de)自(zi)由基是維持有(you)機(ji)物燃(ran)(ran)燒的(de)(de)(de)因素,而鹵系阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)(ji)在受(shou)熱分解時產生(sheng)的(de)(de)(de)鹵化(hua)氫(qing)(HX)氣(qi)體可以(yi)捕捉自(zi)由基,從而達(da)到阻(zu)止火焰擴散(san)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。此外(wai),鹵化(hua)氫(qing)本身不能燃(ran)(ran)燒而且(qie)密(mi)度(du)比(bi)空(kong)氣(qi)大,在高分子(zi)材料(liao)表面形成一層氣(qi)體屏障,阻(zu)隔高分子(zi)材料(liao)與氧(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)接觸。
磷-氮(dan)型(xing)(xing)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)以磷、氮(dan)為主要元素。這(zhe)類(lei)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)又稱為膨脹型(xing)(xing)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji),原因是(shi)這(zhe)類(lei)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)在受熱時,表面能夠(gou)生(sheng)(sheng)產(chan)一(yi)層(ceng)(ceng)均勻的(de)(de)碳質(zhi)泡沫(mo)層(ceng)(ceng),起到隔離熱、氧的(de)(de)作用。膨脹型(xing)(xing)阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)體系一(yi)般由酸(suan)源(脫(tuo)水(shui)(shui)劑(ji)),碳源(成(cheng)(cheng)炭劑(ji))和氣(qi)(qi)(qi)源(氮(dan)源、發泡源)三個部分組成(cheng)(cheng)。受熱后,由酸(suan)源放出能酯(zhi)(zhi)化(hua)多(duo)(duo)元醇和可(ke)作為脫(tuo)水(shui)(shui)劑(ji)的(de)(de)無機(ji)酸(suan); 溫度進一(yi)步升高(gao),無機(ji)酸(suan)與(yu)多(duo)(duo)元醇(碳源)發生(sheng)(sheng)反應生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)酯(zhi)(zhi)類(lei),并(bing)且處(chu)于粘稠的(de)(de)熔融(rong)狀(zhuang)態(tai)。反應過程(cheng)中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)水(shui)(shui)蒸氣(qi)(qi)(qi)和由氣(qi)(qi)(qi)源產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)不燃(ran)(ran)性氣(qi)(qi)(qi)體使已(yi)處(chu)于熔融(rong)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)體系膨脹發泡,與(yu)此同時,多(duo)(duo)元醇和酯(zhi)(zhi)脫(tuo)水(shui)(shui)炭化(hua),形(xing)成(cheng)(cheng)無機(ji)物及炭殘留物,隨著溫度升高(gao)和反應的(de)(de)進行,體系膠化(hua)和固化(hua),最(zui)后形(xing)成(cheng)(cheng)多(duo)(duo)孔的(de)(de)碳質(zhi)泡沫(mo)層(ceng)(ceng)。
無機(ji)阻燃(ran)劑主要有(you)可(ke)(ke)膨脹石墨、氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)、紅(hong)磷(lin)或聚(ju)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)等(deng),一般情況(kuang)下是(shi)幾種不同無機(ji)物(wu)(wu)(wu)混合使用。在高溫下,膨脹石墨迅速膨脹,該(gai)高聚(ju)物(wu)(wu)(wu)表(biao)面形成(cheng)堅韌的(de)碳層(ceng),可(ke)(ke)以將可(ke)(ke)燃(ran)物(wu)(wu)(wu)與熱(re)(re)源(yuan)隔開;氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)受熱(re)(re)吸收大量熱(re)(re)量而放出水蒸氣,稀釋可(ke)(ke)燃(ran)氣體,同時(shi)生(sheng)成(cheng)耐火金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu);紅(hong)磷(lin)或聚(ju)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)燃(ran)燒生(sheng)成(cheng)聚(ju)偏磷(lin)酸(suan)玻璃體,可(ke)(ke)以覆蓋在燃(ran)燒體表(biao)面形成(cheng)保護膜,同時(shi)形成(cheng)的(de)磷(lin)酸(suan)有(you)很強的(de)脫(tuo)水性,可(ke)(ke)以將聚(ju)合物(wu)(wu)(wu)碳化(hua)形成(cheng)碳隔離(li)層(ceng)。
綜上可以發現,阻燃(ran)劑的作用可以歸納為(1)吸收燃(ran)燒所放出的熱量,(2)釋放不能(neng)燃(ran)燒氣(qi)體(ti),稀(xi)釋、隔離可燃(ran)和助燃(ran)氣(qi)體(ti),(3)生產(chan)與有機(ji)物自(zi)由基其反應的成分,(4)形成固體(ti)隔離層。
國內阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)的(de)品(pin)種和(he)(he)消(xiao)(xiao)費量還(huan)是以(yi)有機阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)為主,無機阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)生產(chan)和(he)(he)消(xiao)(xiao)費量還(huan)較(jiao)少,但(dan)(dan)發展勢頭較(jiao)好(hao),市場潛(qian)力較(jiao)大。阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)中最(zui)常用的(de)鹵系(xi)(xi)阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)雖然具(ju)有其(qi)他(ta)阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)系(xi)(xi)列無可比擬的(de)高(gao)效性,但(dan)(dan)是它對環境和(he)(he)人的(de)危害是不可忽視的(de)。環保(bao)問題是助劑(ji)開發和(he)(he)應用商關注的(de)焦點,所(suo)以(yi)國內外(wai)一直在調(diao)整(zheng)阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)的(de)產(chan)品(pin)結構,加(jia)大高(gao)效環保(bao)型阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)的(de)開發。無鹵、低(di)煙、低(di)毒阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)一直是人們追(zhui)求的(de)目標,故(gu)人們對阻(zu)(zu)燃(ran)劑(ji)無鹵化(hua)開發表(biao)現出(chu)很(hen)高(gao)熱(re)情,投入了(le)很(hen)大的(de)力量,并取(qu)得了(le)可觀的(de)成果(guo)。