縱觀近年來的
阻燃劑研究開發與發展狀況,可以看出其正逐步向環保化、低毒化、高效化、多功能化等方向發展,超細化技術、微膠囊化技術、復配協同技術、交聯技術以及大分子技術等阻燃劑研究開發新技術將不斷得到發展,我國應順應世界塑料阻燃劑的發展潮流,提高開發創新能力,推動我國
阻燃劑工業朝著環保化、低毒化、高效化、多功能化方向發展。
其用量占
阻燃劑使用總量的40%以上。氫氧化鋁本身具有阻燃、消
煙、填充三個功能,因其不揮發,無毒,又可與多種物質產生協同阻燃作用,被譽為無公害無機阻燃劑。但是氫氧化鋁有加量大的缺點,通常需要加入50%以上才能有很好的阻燃效果。為克服這一缺點,可采用造粒技術,向超細化方向發展,是粒度分布變窄;改進包裹技術,以改善其在聚合物中的分散性;用大分子鍵合方式處理等方法進行。
氫氧化鎂Mg(OH)2是目前發展較快的一種添加型阻燃劑,低煙、無毒、能中和燃燒過程中的酸性、腐蝕性氣體,故是一種環保型綠色阻燃劑。其阻燃機理與 AL(OH)3 相似。與
AL(OH)3相比,Mg(OH)2 的分解溫度比AL(OH)3 高100-150OC,可用于加工溫度高于250O
C的工程塑料的阻燃,且還有促進聚合物成炭的作用,但要達到一定的阻燃效果,添加量需要在50%以上,對材料的性能影響很大。為減少聚合物中Mg(OH)2 的添加量,一種辦法是將Mg(OH)2顆粒細微化,另一種方法是采用包覆技術對Mg(OH)2表面進行改性,以提高其與聚合物的相容性。
紅磷是一種性能優良的阻燃劑,具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果,但易吸潮、氧化、并放出劇毒的氣體,粉塵易爆炸,呈深紅色,因此使用受到很大的限制。為了解決上述一些缺點,對紅磷進行表面處理是研究的主要方向,其中微膠囊化是最有效的方法。場上已經有多種型號的微膠囊紅磷產品,國內也進行了大量的研究,一般使用氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹脂為包囊壁材,但是推向市場的并不多。今后紅磷表面處理發展方向為:一是通過對包囊的囊材進行改性,使其同時兼具熱穩定、增塑和阻燃等功能,發展多功能的
微膠囊紅磷阻燃劑;二是研究各種阻燃劑與
紅磷阻燃劑的有效復配關系,并使之
微膠囊化,增加阻燃效果,提高材料力學性能;三是紅磷具有抑煙效果,可以尋找合適的消煙劑與之進行復配,火災中抑煙比防火更為重要,促進發展消煙技術。
然后經水洗、過濾、干燥后,再在900-10000C下膨化制得。可膨脹石墨膨脹的初始溫度為2200C
左右,一般在2200C開始輕微膨脹230-2800C迅速膨脹,之后體積可達原來的100多倍,甚至280倍。
可膨脹石墨在阻燃過程中主要起到以下作用:(1)在高聚物表面形成堅韌的炭層,將可燃物與熱源隔開;(2)在膨脹過程中大量吸熱,降低了體系的溫度;(3)在膨脹過程中釋放夾層中的酸根離子,促進脫水碳化,并能結合燃燒產生的自由基從而中斷鏈反應。可膨脹 石墨與磷化合物、金屬氧化物復合使用,能產生協調作用,加入少量就能達到阻燃目的。
聚磷酸銨(APP)是一種性能良好的無機阻燃劑,是目前
磷系阻燃劑比較活躍的研究領域,其外觀為白色粉末,分解溫度>256OC,聚合度在10-20之間為水溶性的,聚合度大于20的難溶于水。APP比有機阻燃劑價廉,毒性低,熱穩定性好,可單獨或與其它阻燃劑復合用于塑料的阻燃。高溫下,APP迅速分解成氨氣和
聚磷酸,氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度,從而起阻止燃燒的作用。聚磷酸是強脫水劑,可使聚合物脫水炭化形成炭層,隔絕聚合物與氧氣的接觸,在固相起阻止燃燒的作用。