阻燃剂大家族

wangkeyong

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2 J0 U! U5 R! i& y8 V3 v5 s阻燃剂主要分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂和无机阻燃剂四大类。
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一、        卤系阻燃剂
1 I' c6 K$ |+ w# v( ?0 ?主要有含氯及含溴两大类别阻燃剂。
6 a; t1 ?6 R3 p  s; V  W2 _（1）        含氯阻燃剂
主要有氯化石蜡、氯化脂环烃、四氯邻苯二甲酸酐。
氯化石蜡优缺点：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、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。
+ t* u9 n: S5 V3 {9 J4 G现今，越来越鼓励使用氯系阻燃剂。
（2）含溴阻燃剂
- ^+ G; z: A5 x- u3 o+ W: [  p   优点：在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，与基体树脂相容性好，分解温度大多在200~300℃左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小，效果好的美称。
, w! Y* t  O; ^& E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。
①        十溴二苯醚
近期议论最多的是多溴二苯醚（PBDPO）在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并噁暎（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF）。但通过严格的德国二噁暎条令和美国环保局的规定测定，没有产生PBDD和PBDF的危险。因此十溴二苯醚类阻燃剂在美国、日本和欧洲部分国家依然畅销，被使用在多种高聚物之中。而真正有致癌产物生成的是八溴二苯醚和五溴二苯醚。
' v' R% k- W9 @% W; x②        十溴二苯乙烷
0 x/ B9 [1 j' q近年来开发的十溴二苯醚最佳替代品。十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的阻燃性能基本一致，而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性以及不易渗析的特点都优于十溴二苯醚，最可贵的是其阻燃的塑料可以回收使用，不会形成有毒的多溴代苯并噁暎（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF），是一种有广泛应用前景的阻燃剂。
1 d# x- ]- v7 u( w. K③        溴化环氧树脂
, a' ~* N6 k: t; S8 I0 D是一种较新型阻燃剂。它具有优良的熔融速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性，又能使被阻燃材料具有良好的的物理机械性能，不起霜，从而被广泛的应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料、热塑性塑料以及PC/ABS塑料合金的阻燃处理中。
④        四溴双酚A（TBBPA）
世界生产量和用量最大的阻燃剂品种，它可广泛的用做反应型阻燃剂以制造溴化环氧树脂、酚醛树脂和含溴聚碳酸酯及作为中间体合成其他复杂的阻燃剂，也可作为添加型阻燃剂用于ABS和HIPS。有关四溴双酚A的毒性评估以及四溴双酚A与欧盟REACH法规等表明四溴双酚A可以继续使用。
⑤        六溴环十二烷（HBCD）
9 n2 n: \# B0 |6 t耐热性高的HBCD可单独也可与三氧化二锑并用在HIP、SEPS、XPS、PP等均聚物和共聚物中。
   ⑥八溴醚
⑦溴化聚苯乙烯
溴化聚苯乙烯具有分子量大，热稳定性好，在高聚物中分散性和混容性好，易于加工，不起霜等优点，主要应用在PA、PBT、PET等热塑性树脂中。溴化聚苯乙烯是上世纪80年代国外问世的新产品，90年代进入我国市场，90年代末国内开始研究，但没有实现真正的工业规模生产。
6 a+ l$ c4 }8 y. A⑧聚溴代苯乙烯
是溴代苯乙烯的聚合物。这种产品白度好、热稳定性高，但溴代苯乙烯合成的工艺复杂，使用的设备类似于螺旋推进、设有不同反应温度区域的反应器。
⑨四溴双酚A碳酸酯低聚物
四溴双酚A碳酸酯低聚物主要用于阻燃ABS、PBT、PET、PC、PC/ABS共混体、聚砜、PET/PBT共混体和SAN等
二、        磷系阻燃剂
+ Z5 w( K* O+ T% L8 S" U主要有无机磷阻燃剂、有机磷阻燃剂、膨胀型含磷阻燃剂、三嗪系阻燃剂。
5 R# N, P8 W: k% Z) h（1）        无机磷阻燃剂
( K  |) u* X/ m& u' M' o% ~   磷—氨阻燃剂对纤维素的阻燃非常有效。磷—氨阻燃剂包括磷酸铵、磷酸铵钠、硫酸铵，锡酸铵、氯化铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵，或低分子量聚磷酸胺、硼酸铵、氨基磺酸铵和溴化铵。另外，高聚合度的聚磷酸铵（APP）广泛应用于各种防火涂料之中，聚合度越高，阻燃效果越好，阻燃效应越长久。而对红磷的表面处理、稳定化处理及包覆处理使红磷的吸湿性、自燃温度、释放磷化氢量、粉尘爆炸浓度、落高自燃及与高聚物的相容等性能得到极大的改善。
（2）膨胀型含磷阻燃剂
   膨胀型阻燃剂是以磷、氮为主要阻燃元素的阻燃剂。膨胀型阻燃剂符合当今对材料抑烟、减毒的要求，是阻燃领域的研究热点之一。三聚氰胺各种衍生物出现在膨胀型阻燃剂的行列里。如磷酸三聚氰胺（MP）、聚磷酸三聚氰胺（MPP）、焦磷酸三聚氰胺、2,4－二氨基－6－羟乙氨基－1,3,5－三嗪等。
& u* m$ B3 s, b) P8 L# r  t* _（3）三嗪系阻燃剂
3 c0 q& ?8 a- f5 M1 f三嗪系阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物，阻燃效果好，与高聚物相容性也好。常用的有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、MP、MPP等。
①MCA是一种性能优异的三嗪系阻燃剂，将它或它与其它阻燃剂混用比单独采用三聚氰胺的阻燃效果要好得多。广泛用于橡胶、尼龙、酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸乳液和其它烯烃树脂。
②磷酸三聚氰胺也称三聚氰胺磷酸盐（简称MP），其含氮量高，含磷量适中，热稳定性好，不吸湿，发烟量小，应用范围广、无毒、环保。 广泛应用于热塑性塑料和热固性塑料中的阻燃剂，特别适用于高要求的膨胀型阻燃体系和膨胀型防火涂料中的脱水或炭催化剂及发泡剂。
% `) ]# v# C; t( W$ J6 ]3 b③聚磷酸三聚氰胺也称三聚氰胺聚磷酸盐（Melamine pyrophosphate 简称MPP）。其突出的优点是热稳定性好，水不溶性小，发烟性小，不吸湿。因而获得了各方面应用。它既可以单独作为阻燃剂使用，也可以作为辅助型阻燃添加剂，广泛用于各种热塑性塑料、聚烯烃、合成橡胶、工程树脂、防火涂料、纸张及防火板等多种材质的阻燃，由于其优越的阻燃效果，它可部分取代聚磷酸铵（APP）。也可以与季戊四醇一起应用于聚烯烃、玻璃纤维增强阻燃PA6/PA66、SMC的加工（不饱和树脂），它也可以与聚磷酸胺一起使用。与传统的卤素类阻燃剂相比， MPP具有良好的防火性能，阻燃产品燃烧时具有低烟密度、低毒性、低腐蚀性，符合环保的要求。
（4）有机磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦及磷-氮化合物等多种，但作为阻燃剂应用最多的是磷酸酯和膦酸酯，特别是它们的含卤衍生物。有机磷系阻燃剂的主要缺点是耐热性较差，挥发性较大，恶化塑料的热变形温度。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。目前已开发出一些热稳定性好的磷酸酯齐聚物和分子量较大的含磷阻燃剂，它们于高聚物相容性好，是阻燃行业热门的产品。
三、        无机阻燃剂
包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、及硼酸锌等。严格地讲，氧化锑与硼酸锌都不是阻燃剂，而是协效剂。它们的增效作用与卤系阻燃剂的类型十分有关。
9 K; `& L0 Z& K! \5 Q7 u: N# H（1）氢氧化铝：亦名三水合氧化铝（ATH），分子式为Al(OH)3。
（2）氢氧化镁：Mg（OH）2与Al(OH)3极其类似，但Mg（OH）2的热分解温度比Al(OH)3 高的60℃，吸热量高约17%，抑烟能力也较优。故对于加工温度较高的高聚物，选用Mg（OH）2为阻燃剂比Al(OH)3更为相宜。但是由于氢氧化铝与氢氧化镁是在不同的温度段开始分解产生阻燃作用，所以一般把两者配比使用，以达到协效作用。
7 J/ P: q7 V5 g9 P（3）三氧化二锑的分子式为Sb2O3。各种牌号的工业品位Sb2O3作为阻燃剂都是等效的，但Sb2O3的粒径对被阻燃高聚物的抗冲击强度有很重要的影响。目前用于阻燃各类塑料的普通Sb2O3的平均粒径一般为1~2μm，可用于阻燃纤维的超细氧化锑的平均粒径在0.3μm左右，而超微细Sb2O3的平均粒径则可小至0.03μm。
但是有些情况下，三氧化二锑不可以作为协效剂使用。例如，三氧化二锑是PC的解聚催化剂，因此绝对不能使用三氧化二锑来作为含溴阻燃剂的协效剂；对于挤出PS泡沫来讲，使用普通的六溴环十二烷（HBCD）即可达到阻燃目的。这种处理不必使用阻燃协效剂三氧化二锑，因为起不到协效作用，反而由于它的存在会使体系燃烧时产生熔滴。
（4）硼酸锌：具有阻燃、抑烟、成炭、抑阴燃和防止熔滴生成等多种功能。在阻燃不饱和聚酯、环氧树脂、PBT、PET及尼龙等多种塑料中，硼酸锌可单独用做卤系阻燃剂的增效剂，全部代替氧化锑，也可与氧化锑混合使用。但硼酸锌的增效作用与卤系阻燃剂的类型十分有关。
四、   硅系阻燃剂
4 [8 I+ R) M  ]硅系列阻燃剂国内生产品种和生产量都很小。使用较多的硅酮聚合物，它是一种透明、粘稠的聚硅氧烷聚合物。作为阻燃剂的硅酮聚合物，通常与一种或多种协同剂并用。这些协同剂有：Ⅱ A族有机金属盐（如硬脂酸镁），聚磷酸铵（PPA）与季戊四醇的混合物，氢氧化铝（ATH）等。硅酮与多种协效剂组成的阻燃系统目前主要用于聚烯烃。

周宏君

您好楼主；
感谢你的资料，也感谢你对橡胶技术网的支持！赞一个！

haoweigang

谢谢楼主分享资料啊

liulis

好资料、多谢楼主了，

hsbr

多谢楼主资料,学习了!

fangtian

谢谢楼主

LionKing

LZ资料不错，顶一个支持下！
, I! v) m1 e( c  m# u
分类上，1、2都是有机阻燃剂，第3类是无机阻燃剂。

5 r) P. d$ `$ ^$ j( ~# L, u其实还有一类，三聚氰胺类，也是有机阻燃剂，尼龙工程塑料常用。

Dinnishua

资料不错，谢谢LZ的贡献，给予加分奖励

wangkeyong

非常感谢大家，以后大家应该多多交流的！这样更有利于我们的进步！

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非常感谢大家，以后大家应该多多交流的！这样更有利于我们的进步！
LZ这么谦虚，值得加分！