第_6_章__3_阻燃理論及阻燃劑

1、1燃燒學-第三章2阻燃理論與阻燃劑 阻燃的重要性阻燃的重要性 阻燃機理及阻燃技術阻燃機理及阻燃技術 阻燃劑阻燃劑3 阻燃的重要性阻燃的重要性v 近年來火災頻繁，特大火災傷人事故常有發(fā)生，特別是公共場所近年來火災頻繁，特大火災傷人事故常有發(fā)生，特別是公共場所幾次火災造成重大人員死傷和財產(chǎn)損失，社會影響很大幾次火災造成重大人員死傷和財產(chǎn)損失，社會影響很大 v 對高聚物進行阻燃處理是減少火災的重要措施之一對高聚物進行阻燃處理是減少火災的重要措施之一 v 阻燃作用舉例：阻燃作用舉例：對家具的燃燒研究表明：不含阻燃劑的扶手椅僅能提供對家具的燃燒研究表明：不含阻燃劑的扶手椅僅能提供2min的的安全撤離時間

2、，而含阻燃劑的扶手椅則提供了安全撤離時間，而含阻燃劑的扶手椅則提供了22min安全撤離安全撤離時間。時間。 20世紀世紀70年代早期，當時美國有年代早期，當時美國有1 200萬臺電視機，每年由于電萬臺電視機，每年由于電視引起的火災約有視引起的火災約有20 000起起 ；1979年年7月要求達到月要求達到UL94 V-0級級阻燃標準，每年每百萬臺電視機造成火災數(shù)量在阻燃標準，每年每百萬臺電視機造成火災數(shù)量在2.5l0起起 。4 1987年美國國家標準局比較了年美國國家標準局比較了5種典型塑料制品的阻燃試樣和未阻燃種典型塑料制品的阻燃試樣和未阻燃試樣的火災危險性，測定得到的結(jié)果如下：試樣的火災危險

3、性，測定得到的結(jié)果如下：v 發(fā)生火災后，阻燃產(chǎn)品比未阻燃產(chǎn)品試樣多贏得發(fā)生火災后，阻燃產(chǎn)品比未阻燃產(chǎn)品試樣多贏得15倍的人員倍的人員撤離和撤離和搶救財產(chǎn)的時間搶救財產(chǎn)的時間；v 材料燃燒時的材料燃燒時的質(zhì)量損失速率質(zhì)量損失速率阻燃試樣不到未阻燃試樣的阻燃試樣不到未阻燃試樣的1/2；v 材料燃燒時，阻燃試樣與未阻燃試樣相比，材料燃燒時，阻燃試樣與未阻燃試樣相比，放熱速率放熱速率僅為僅為1/4；v 材料燃燒時生成的材料燃燒時生成的有毒氣體量有毒氣體量（換算成（換算成CO計），阻燃試樣只為未阻計），阻燃試樣只為未阻燃試樣的燃試樣的1/3；v 阻燃試樣與未阻燃試樣的兩者燃燒時生成的阻燃試樣與未阻燃試樣

4、的兩者燃燒時生成的煙量煙量接近。接近。 但是但是阻燃材料不能成為不燃材料阻燃材料不能成為不燃材料，它們在大火中仍能燃燒，不過它，它們在大火中仍能燃燒，不過它可以減緩燃燒讓人們贏得時間，減少火災的發(fā)生，防止小火發(fā)展成可以減緩燃燒讓人們贏得時間，減少火災的發(fā)生，防止小火發(fā)展成災難性的大火。災難性的大火。5阻燃技術發(fā)展簡介 阻燃技術最早歷史記錄阻燃技術最早歷史記錄v 在公元前在公元前83年，古希臘人在圍攻戰(zhàn)中采用年，古希臘人在圍攻戰(zhàn)中采用礬礬溶液處理木質(zhì)碉堡，提高木質(zhì)溶液處理木質(zhì)碉堡，提高木質(zhì)碉堡的阻燃性能碉堡的阻燃性能 第一個阻燃纖維專利第一個阻燃纖維專利v （英國專利（英國專利551）1735年

5、年Wyld以以礬液、硼砂及硫酸亞鐵礬液、硼砂及硫酸亞鐵處理木材和紡織品處理木材和紡織品 幕布阻燃處理幕布阻燃處理v 1820年蓋年蓋呂薩克受法國國王路易十八的委托，研究劇院窗簾的阻燃方法，呂薩克受法國國王路易十八的委托，研究劇院窗簾的阻燃方法，他發(fā)現(xiàn)他發(fā)現(xiàn)磷酸銨、氯化銨和硼砂的磷酸銨、氯化銨和硼砂的混合物對亞麻和黃麻的阻燃十分有效，并混合物對亞麻和黃麻的阻燃十分有效，并成功地在巴黎劇院的幕布進行了阻燃處理成功地在巴黎劇院的幕布進行了阻燃處理 阻燃理論研究阻燃理論研究v 1913年，化學家珀金（年，化學家珀金（Perkin）采用）采用錫酸鹽錫酸鹽浸漬絨布，再用硫酸銨溶液處浸漬絨布，再用硫酸銨溶液

6、處理，獲得較好的阻燃性能。它還對理，獲得較好的阻燃性能。它還對阻燃機理阻燃機理進行了理論上的研究，開創(chuàng)了進行了理論上的研究，開創(chuàng)了阻燃技術新紀元，標志著近代新阻燃方法的開始。阻燃技術新紀元，標志著近代新阻燃方法的開始。 6 阻燃劑協(xié)同效應的發(fā)現(xiàn)：阻燃劑協(xié)同效應的發(fā)現(xiàn)：v 1930年，人們發(fā)現(xiàn)年，人們發(fā)現(xiàn)氧化銻氧化銻氯化石蠟氯化石蠟協(xié)效阻燃體系，并將其在高分子材料協(xié)效阻燃體系，并將其在高分子材料中廣泛應用，鹵中廣泛應用，鹵-銻協(xié)效作用的發(fā)現(xiàn)被譽為近代阻燃技術的一個里程碑，至銻協(xié)效作用的發(fā)現(xiàn)被譽為近代阻燃技術的一個里程碑，至今仍是阻燃技術和研究的主流。今仍是阻燃技術和研究的主流。 膨脹型防火涂料的

7、研究膨脹型防火涂料的研究v 1938年，年，Tramm第一次提出第一次提出膨脹型防火涂料膨脹型防火涂料的配方，它以的配方，它以磷酸二銨為催化磷酸二銨為催化劑，以二氰二胺為膨脹發(fā)泡劑，以甲醛為碳化劑劑，以二氰二胺為膨脹發(fā)泡劑，以甲醛為碳化劑。 阻燃技術在軍事上首次應用阻燃技術在軍事上首次應用v 第二次世界大戰(zhàn)中，美國開發(fā)了以第二次世界大戰(zhàn)中，美國開發(fā)了以四羥甲基氯化磷四羥甲基氯化磷為主的一系列纖維素的為主的一系列纖維素的阻燃整理劑。同時軍隊對阻燃、防水帆布帳篷的需要，促進了氯化石蠟、阻燃整理劑。同時軍隊對阻燃、防水帆布帳篷的需要，促進了氯化石蠟、氧化銻和黏結(jié)劑的阻燃系統(tǒng)的發(fā)展。氧化銻和黏結(jié)劑的阻

8、燃系統(tǒng)的發(fā)展。 反應型阻燃劑的出現(xiàn)反應型阻燃劑的出現(xiàn)v 20世紀世紀50年代美國年代美國Hooker公司研制出多種公司研制出多種含鹵、含磷反應型阻燃劑單體含鹵、含磷反應型阻燃劑單體，它們可應用于一系列縮聚高分子化合物它們可應用于一系列縮聚高分子化合物 7 熱塑性塑料的阻燃劑熱塑性塑料的阻燃劑v 20世紀世紀60年代開發(fā)的環(huán)狀含氯化合物年代開發(fā)的環(huán)狀含氯化合物Dechlorane Plus（得克隆得克?。┮约跋嗬^）以及相繼開發(fā)出的芳香族系阻燃劑在塑料中得到廣泛應用。開發(fā)出的芳香族系阻燃劑在塑料中得到廣泛應用。溴系阻燃劑溴系阻燃劑占據(jù)了阻燃占據(jù)了阻燃領域內(nèi)的主導地位，其耗量占有機阻燃劑總量的領域內(nèi)

9、的主導地位，其耗量占有機阻燃劑總量的85%。當前國際市場上銷。當前國際市場上銷售的主要添加型阻燃劑，溴系約有售的主要添加型阻燃劑，溴系約有30種，氮系約有種，氮系約有l(wèi)0種，磷系約有種，磷系約有20種，種，20世紀世紀70年代至年代至80年代中期這類阻燃劑的生產(chǎn)和應用得到了蓬勃發(fā)展。年代中期這類阻燃劑的生產(chǎn)和應用得到了蓬勃發(fā)展。 認識到鹵系阻燃劑的毒性和對環(huán)境的影響認識到鹵系阻燃劑的毒性和對環(huán)境的影響v 自自1986年以來阻燃領域開展了對年以來阻燃領域開展了對多溴二苯醚類阻燃劑多溴二苯醚類阻燃劑及其阻燃的高聚物在及其阻燃的高聚物在燃燒和高溫降解時產(chǎn)生的燃燒和高溫降解時產(chǎn)生的毒性毒性與對環(huán)境影響

10、的爭議。與對環(huán)境影響的爭議。 v 基于人類對環(huán)境保護的要求，無鹵化的研究和開發(fā)得以迅速發(fā)展。阻燃劑基于人類對環(huán)境保護的要求，無鹵化的研究和開發(fā)得以迅速發(fā)展。阻燃劑的的無鹵化、低毒、低煙無鹵化、低毒、低煙已成為當前阻燃研究的前沿課題。同時由于溴系阻已成為當前阻燃研究的前沿課題。同時由于溴系阻燃劑暫時無法被取代，因此其仍在阻燃領域占據(jù)著主導地位高效、低毒的燃劑暫時無法被取代，因此其仍在阻燃領域占據(jù)著主導地位高效、低毒的含溴阻燃劑新品種仍不斷出現(xiàn)。含溴阻燃劑新品種仍不斷出現(xiàn)。 8 發(fā)現(xiàn)聚合物炭化的阻燃特性發(fā)現(xiàn)聚合物炭化的阻燃特性 v 20世紀世紀70年代中期，年代中期，PWVan Krevelen明

11、確指出，高聚物燃燒明確指出，高聚物燃燒時如生成炭層，可明顯改善材料的阻燃性，提高高聚物燃燒時的時如生成炭層，可明顯改善材料的阻燃性，提高高聚物燃燒時的成炭量成炭量，可達到阻燃目的。高聚物炭化已成為目前阻燃技術研究，可達到阻燃目的。高聚物炭化已成為目前阻燃技術研究的一個熱點。的一個熱點。 阻燃科學的發(fā)展方向阻燃科學的發(fā)展方向v 研制出阻燃效率高、對環(huán)境友好、綜合性優(yōu)良的阻燃劑和阻燃高研制出阻燃效率高、對環(huán)境友好、綜合性優(yōu)良的阻燃劑和阻燃高分子材料分子材料 v 制定完善的阻燃標準和規(guī)范制定完善的阻燃標準和規(guī)范9阻燃機理及阻燃技術 阻燃機理：阻燃機理：v 氣相阻燃氣相阻燃 抑制促進燃燒反應鏈增長的自

12、由基抑制促進燃燒反應鏈增長的自由基而發(fā)揮阻燃功能的屬氣相阻燃而發(fā)揮阻燃功能的屬氣相阻燃v 凝聚相阻燃凝聚相阻燃 在固相中延緩或阻止高聚物熱分解在固相中延緩或阻止高聚物熱分解起阻燃作用的屬凝聚相阻燃起阻燃作用的屬凝聚相阻燃 中斷熱交換阻燃中斷熱交換阻燃v 將聚合物燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走將聚合物燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走而導致的阻燃，則屬于中斷熱交換而導致的阻燃，則屬于中斷熱交換機理類的阻燃機理類的阻燃v 阻燃都是十分復雜的過程，實際上阻燃都是十分復雜的過程，實際上很多阻燃體系同時以幾種阻燃機理很多阻燃體系同時以幾種阻燃機理起作用起作用。 O2氣相燃燒區(qū)氣相燃燒區(qū)凝聚相反應凝聚相反應區(qū)區(qū)10 氣相阻燃

13、作用：氣相阻燃作用：在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈式燃燒反應的在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈式燃燒反應的阻燃作用阻燃作用 v （1）阻燃材料受熱或燃燒時能產(chǎn)生）阻燃材料受熱或燃燒時能產(chǎn)生自由基抑制劑自由基抑制劑，從而使燃燒鏈式，從而使燃燒鏈式反應中斷。應用廣泛的鹵反應中斷。應用廣泛的鹵銻協(xié)同體系主要按此機理產(chǎn)生阻燃作用。銻協(xié)同體系主要按此機理產(chǎn)生阻燃作用。v （2）阻燃材料受熱或燃燒時生成）阻燃材料受熱或燃燒時生成細微粒子細微粒子，它們能促進自由基相互，它們能促進自由基相互結(jié)合以終止鏈式燃燒反應。結(jié)合以終止鏈式燃燒反應。v （3）阻燃材料受熱或燃燒時釋出大量）阻燃材料受熱或燃燒時釋出大量惰性氣體或高密

14、度蒸氣惰性氣體或高密度蒸氣，前者，前者可稀釋氧和氣態(tài)可燃產(chǎn)物，并降低此可燃氣的溫度，致使燃燒終止?？上♂屟鹾蜌鈶B(tài)可燃產(chǎn)物，并降低此可燃氣的溫度，致使燃燒終止。后者則覆蓋于可燃氣上，隔絕它與空氣的接觸，因而使燃燒窒息。后者則覆蓋于可燃氣上，隔絕它與空氣的接觸，因而使燃燒窒息。11 凝聚相阻燃：凝聚相阻燃：在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而產(chǎn)生在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而產(chǎn)生的阻燃作用的阻燃作用v （1）阻燃劑在固相中）阻燃劑在固相中延緩或阻止可產(chǎn)生可燃性氣體和自由基的熱分延緩或阻止可產(chǎn)生可燃性氣體和自由基的熱分解解。v （2）阻燃材料中）阻燃材料中比熱容較大比熱容較大的的無機填料無機填

15、料，通過蓄熱和導熱使材料不，通過蓄熱和導熱使材料不易達到熱分解溫度。易達到熱分解溫度。v （3）阻燃劑）阻燃劑受熱分解吸熱受熱分解吸熱，使阻燃材料溫升減緩或中止。工業(yè)上大，使阻燃材料溫升減緩或中止。工業(yè)上大量使用的氫氧化鋁及氫氧化鎂均屬此類阻燃劑。量使用的氫氧化鋁及氫氧化鎂均屬此類阻燃劑。v （4）阻燃材料燃燒時）阻燃材料燃燒時在其表面生成多孔炭層在其表面生成多孔炭層，此層難燃、隔熱、隔，此層難燃、隔熱、隔氧，又可阻止可燃氣進入燃燒氣相，致使燃燒中斷。膨脹型阻燃劑氧，又可阻止可燃氣進入燃燒氣相，致使燃燒中斷。膨脹型阻燃劑即按此機理阻燃。即按此機理阻燃。12 中斷熱交換阻燃：中斷熱交換阻燃： 是

16、指將阻燃材料燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走，致使材料不能維持熱分解溫是指將阻燃材料燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走，致使材料不能維持熱分解溫度，因而不能持續(xù)產(chǎn)生可燃氣體，于是燃燒自熄度，因而不能持續(xù)產(chǎn)生可燃氣體，于是燃燒自熄v 當阻燃材料受強熱或燃燒時可當阻燃材料受強熱或燃燒時可熔化熔化，而熔融材料易，而熔融材料易滴落滴落，因而將大，因而將大部分部分熱量帶走熱量帶走，減少了反饋至本體材料的熱量，致使燃燒延緩，最，減少了反饋至本體材料的熱量，致使燃燒延緩，最后可能中止燃燒。后可能中止燃燒。v 但易熔融材料的可燃性通常都較低，但滴落的灼熱液滴可引燃其他但易熔融材料的可燃性通常都較低，但滴落的灼熱液滴可引燃其他物質(zhì)，

17、增加火災危險性物質(zhì)，增加火災危險性 常見阻燃劑常見阻燃劑a. 鹵系阻燃劑鹵系阻燃劑 b. 磷系阻燃劑磷系阻燃劑 c. 氮系阻燃劑氮系阻燃劑d. 無機阻燃劑無機阻燃劑 e. 含硅阻燃劑含硅阻燃劑13 鹵系阻燃劑的阻燃機理鹵系阻燃劑的阻燃機理v 氣相阻燃機理氣相阻燃機理 v 凝聚相阻燃機理凝聚相阻燃機理v 鹵系阻燃劑與金屬氧化物的協(xié)效作用鹵系阻燃劑與金屬氧化物的協(xié)效作用 v （1）氣相阻燃機理）氣相阻燃機理 鹵素化合物阻燃機理主要就是通過終止鏈支化反應的氣相阻燃機理實現(xiàn)的。鹵素化合物阻燃機理主要就是通過終止鏈支化反應的氣相阻燃機理實現(xiàn)的。 如果鹵素化合物不含氫（如十溴聯(lián)苯醚），受熱時分解出鹵原子；

18、如果含如果鹵素化合物不含氫（如十溴聯(lián)苯醚），受熱時分解出鹵原子；如果含有氫，通常熱分解出鹵化氫。有氫，通常熱分解出鹵化氫。 MX MX MX MHX生成的鹵原子可與聚合物熱分解的產(chǎn)物反應，生成鹵化氫。影響鏈支化反生成的鹵原子可與聚合物熱分解的產(chǎn)物反應，生成鹵化氫。影響鏈支化反應的阻燃劑是鹵化氫。應的阻燃劑是鹵化氫。 HHX H2X OHHX H2OX 阻燃效果依次為阻燃效果依次為 HIHBrHClHF 14 鹵化氫捕獲傳遞燃燒鏈或反應的活性自由基，生成活性較低的鹵自由基，致鹵化氫捕獲傳遞燃燒鏈或反應的活性自由基，生成活性較低的鹵自由基，致使燃燒減緩或終止。使燃燒減緩或終止。 鹵素化合物可以添加

19、劑形式加入，也可用共聚方法將鹵素結(jié)構引人聚合物的鹵素化合物可以添加劑形式加入，也可用共聚方法將鹵素結(jié)構引人聚合物的鏈上。鏈上。 含鹵阻燃劑的阻燃效果與其鍵能有關。鹵素化合物穩(wěn)定性順序，含鹵阻燃劑的阻燃效果與其鍵能有關。鹵素化合物穩(wěn)定性順序，F(xiàn)C1BrI。 碘化物阻燃效果最好，但應用時不夠穩(wěn)定，因而一般不采用，而一些氟化物碘化物阻燃效果最好，但應用時不夠穩(wěn)定，因而一般不采用，而一些氟化物作為協(xié)效劑已被應用于阻燃系統(tǒng)中作為協(xié)效劑已被應用于阻燃系統(tǒng)中 由于由于C-Br鍵的鍵能較低，大部分溴系阻燃劑在鍵的鍵能較低，大部分溴系阻燃劑在200300下分解，此溫度范下分解，此溫度范圍與很多常用的聚合物分解溫

20、度重疊，使其阻燃效率高。圍與很多常用的聚合物分解溫度重疊，使其阻燃效率高。 溴類阻燃劑的效率為：脂肪族脂環(huán)族芳香族，但芳香族的熱穩(wěn)定性最高。溴類阻燃劑的效率為：脂肪族脂環(huán)族芳香族，但芳香族的熱穩(wěn)定性最高。脂肪族含鹵阻燃劑在大多數(shù)聚合物的加工溫度下不夠穩(wěn)定，因此使用種類少。脂肪族含鹵阻燃劑在大多數(shù)聚合物的加工溫度下不夠穩(wěn)定，因此使用種類少。芳族溴，特別是芳環(huán)完全被溴取代時比較穩(wěn)定。而芳族氯結(jié)構太穩(wěn)定，阻燃芳族溴，特別是芳環(huán)完全被溴取代時比較穩(wěn)定。而芳族氯結(jié)構太穩(wěn)定，阻燃效果差，較少被使用。效果差，較少被使用。 15碳碳- -鹵素鍵的鍵能鹵素鍵的鍵能鍵鍵能/kJmol1開始降解的溫度/鍵鍵能/kJ

21、mol1開始降解的溫度/C脂肪F443450500C芳族Br335360C芳族Cl419500C脂族I222235180C脂族Cl339352370380C脂族C脂族330370400C偶苯酰Br219150C脂族H390436500C脂族Br285293290C芳族H46950016v （2）鹵化物凝聚相阻燃機理）鹵化物凝聚相阻燃機理 當高分子材料本身含有鹵素當高分子材料本身含有鹵素 含鹵素的有機化合物，當溫度升高后，含鹵素的有機化合物，當溫度升高后，CX鍵首先斷裂。鍵首先斷裂。 RX XR XRH HXR 如果氫毗鄰一個如果氫毗鄰一個CX鍵，那么在鹵素阻燃劑中會形成一個雙鍵。鍵，那么在鹵素

22、阻燃劑中會形成一個雙鍵。 CH2CHX CH2 HX CHCHHX 自由基和熔融的聚合物反應生成自由基和熔融的聚合物反應生成HX，并按下面的反應生成聚合物的大分子，并按下面的反應生成聚合物的大分子自由基自由基 XPH HXP 存在鹵系阻燃劑熱降解時所生成揮發(fā)性產(chǎn)物的組成與沒有添加阻燃劑時完存在鹵系阻燃劑熱降解時所生成揮發(fā)性產(chǎn)物的組成與沒有添加阻燃劑時完全不同，這些產(chǎn)物可燃性較低。全不同，這些產(chǎn)物可燃性較低。 C17v （3）鹵系阻燃劑與金屬氧化物的協(xié)效作用）鹵系阻燃劑與金屬氧化物的協(xié)效作用 銻、鉍等金屬氧化物單獨使用時阻燃作用很小，但當聚合物中含有銻、鉍等金屬氧化物單獨使用時阻燃作用很小，但當

23、聚合物中含有鹵素（如聚氯乙烯）時，其則有明顯的阻燃效果。鹵素（如聚氯乙烯）時，其則有明顯的阻燃效果。 鹵系阻燃劑和某些金屬氧化物的作用會增加脫鹵化氫反應，釋放出鹵系阻燃劑和某些金屬氧化物的作用會增加脫鹵化氫反應，釋放出的金屬鹵化物比鹵化氫是更為有效的火焰抑制劑。的金屬鹵化物比鹵化氫是更為有效的火焰抑制劑。鹵素與氧化銻的協(xié)同阻燃效應這一重要實驗結(jié)果被譽為阻燃技術一鹵素與氧化銻的協(xié)同阻燃效應這一重要實驗結(jié)果被譽為阻燃技術一個劃時代的里程碑，它奠定了現(xiàn)代阻燃化學基礎個劃時代的里程碑，它奠定了現(xiàn)代阻燃化學基礎 鹵鹵銻協(xié)同體系的阻燃機理為：銻協(xié)同體系的阻燃機理為：o 在高溫下三氧化二銻與鹵化氫反應生成三

24、鹵化銻或鹵氧化銻，在高溫下三氧化二銻與鹵化氫反應生成三鹵化銻或鹵氧化銻，而鹵氧化銻又可在很寬的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)分解為三鹵化銻。而鹵氧化銻又可在很寬的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)分解為三鹵化銻。18圖圖3-4 Sb2O3與鹵系阻燃劑所形成與鹵系阻燃劑所形成SbCl3及及SbBr3的過程的過程19 銻銻-鹵協(xié)同體系鹵協(xié)同體系v SbCl3在火焰中分解，生成在火焰中分解，生成Cl自由基，起到抑制火焰的作用自由基，起到抑制火焰的作用v SbCl3在在200500范圍內(nèi)均能生成，延長了范圍內(nèi)均能生成，延長了Cl自由基的釋放時間自由基的釋放時間v SbCl3蒸汽的比重大，具有排氧作用蒸汽的比重大，具有排氧作用v 液態(tài)的液

25、態(tài)的Sb2O3具有覆蓋作用。具有覆蓋作用。HClRHClR250 OH(s) 2SbOClOSbHCl225032 (g)SbCl) s (ClOSb(s) 5SbOCl3254280245(g)SbCl4) s (ClO5Sb(s) ClO11Sb32118475410254(g)SbCl2) s (O11Sb(s) ClO3Sb3325654752118l)(OSbs)(OSb3265832 20 含磷阻燃劑阻燃機理含磷阻燃劑阻燃機理v 磷的阻燃劑可在磷的阻燃劑可在凝聚相凝聚相或或氣相氣相發(fā)揮阻燃作用發(fā)揮阻燃作用v （1） 凝聚相凝聚相阻燃作用阻燃作用磷化物能在凝聚相中熱分解為磷酸或多磷酸

26、。磷化物能在凝聚相中熱分解為磷酸或多磷酸。這些酸能夠生成熔融的黏性表層來保護聚合物基質(zhì)，使之不燃燒這些酸能夠生成熔融的黏性表層來保護聚合物基質(zhì)，使之不燃燒或氧化。或氧化。這些酸能使纖維素脫水，使酯類聚合物的酯基轉(zhuǎn)移，最后生成相這些酸能使纖維素脫水，使酯類聚合物的酯基轉(zhuǎn)移，最后生成相當量的炭。當量的炭。 磷能促進炭生成，而炭本身難燃，并使得聚合物基質(zhì)與熱、火和磷能促進炭生成，而炭本身難燃，并使得聚合物基質(zhì)與熱、火和氧相隔絕。氧相隔絕。生成炭同時，也會生成大量氣體。如羥基化合物脫水形成水蒸氣生成炭同時，也會生成大量氣體。如羥基化合物脫水形成水蒸氣可稀釋氧及可燃氣體。脫水、氣化均需吸收大量熱，這在阻

27、燃中可稀釋氧及可燃氣體。脫水、氣化均需吸收大量熱，這在阻燃中起著重要作用起著重要作用 21v （2） 磷類阻燃劑氣相阻燃作用磷類阻燃劑氣相阻燃作用 其阻燃機理與鹵素捕獲自由基理論相似其阻燃機理與鹵素捕獲自由基理論相似 H3PO4 HPO2HPOPO HPO HPO HPOH H2PO PO OH HPOO OHH2十十PO HPOH2O以質(zhì)譜分析經(jīng)三苯基氧化膦處理的聚合物的熱解產(chǎn)物，證實了以質(zhì)譜分析經(jīng)三苯基氧化膦處理的聚合物的熱解產(chǎn)物，證實了PO的存在。的存在。22v (3)膨脹型阻燃劑阻燃機理膨脹型阻燃劑阻燃機理添加多元醇（如季戊四醇）和磷酸酯于聚合物中有助于生成炭。添加多元醇（如季戊四醇）

28、和磷酸酯于聚合物中有助于生成炭。添加產(chǎn)氣化合物會生成膨脹的炭，使基質(zhì)與火、熱和氧隔絕添加產(chǎn)氣化合物會生成膨脹的炭，使基質(zhì)與火、熱和氧隔絕 膨脹型阻燃劑所需的條件是：膨脹型阻燃劑所需的條件是： 多元醇類的炭源；多元醇類的炭源； 磷酸酯類的酸源；磷酸酯類的酸源； 氣源如三聚氰胺氣源氣源如三聚氰胺氣源反應產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系膨脹發(fā)反應產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃性氣體使熔融體系膨脹發(fā)泡，同時熔融物逐漸炭化最后形成多孔泡沫炭層。泡，同時熔融物逐漸炭化最后形成多孔泡沫炭層。此炭層阻止傳熱、傳質(zhì)，使基體與火、熱和氧相隔絕。此炭層阻止傳熱、傳質(zhì)，使基體與火、熱和氧相隔絕。23 成

29、炭對阻燃的作用成炭對阻燃的作用v 熱分解時易形成炭的高聚物本身具有一定的阻燃作用熱分解時易形成炭的高聚物本身具有一定的阻燃作用 v 成炭率高的高聚物，其成炭率高的高聚物，其LOI較高較高 成炭率達成炭率達40%50%的高聚物，的高聚物，LOI可高于可高于30%。 而成炭率低的高聚物，其而成炭率低的高聚物，其LOI不超過不超過20% v 成炭阻燃作用機理成炭阻燃作用機理 （1）在熱分解生成揮發(fā)物的反應，也生成炭；生成的炭越多，就會減少）在熱分解生成揮發(fā)物的反應，也生成炭；生成的炭越多，就會減少揮發(fā)物的產(chǎn)生；可燃氣體的量也就減少揮發(fā)物的產(chǎn)生；可燃氣體的量也就減少 （2）炭的生成會影響下一步的熱降解

30、；）炭的生成會影響下一步的熱降解；o 它在聚合物表面形成黏的絕緣炭層時，此炭層就會使聚合物同火焰隔它在聚合物表面形成黏的絕緣炭層時，此炭層就會使聚合物同火焰隔絕，從而使進一步的熱降解變得困難。而炭的燃燒是一個困難的過程，絕，從而使進一步的熱降解變得困難。而炭的燃燒是一個困難的過程，并取決于炭層、組分和形態(tài)。炭的本身并取決于炭層、組分和形態(tài)。炭的本身LOI高達高達65%。 24v 成碳量高的聚合物：成碳量高的聚合物： 主鏈上主鏈上含有大量芳基的高聚物含有大量芳基的高聚物，如酚醛樹脂。但聚苯乙烯（，如酚醛樹脂。但聚苯乙烯（PS）除外。）除外。 燃燒時可縮合成芳構型炭，如燃燒時可縮合成芳構型炭，如聚

31、碳酸酯、聚酰亞胺等由于，產(chǎn)生的可燃性揮聚碳酸酯、聚酰亞胺等由于，產(chǎn)生的可燃性揮發(fā)物少，其發(fā)物少，其LOI就比脂肪烴高聚物要高。就比脂肪烴高聚物要高。 脂肪烴高聚物不易成炭（脂肪烴高聚物不易成炭（PP,PE)常見高聚物的成炭率與LOI的關系聚 合 物成炭率/%LOI/%聚甲醛（POM）0.015.0聚丙稀（PP）0.017.0聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）0.017.0聚苯乙烯（PS）0.018.0聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）3.023.0聚氯乙?。≒VC）（含氯）23.945.0聚碳酸酯（PC）24.027.0聚苯醚（PPO）29.031.0聚砜（PSF）48.032.0聚酰亞胺（PI）（含雜環(huán)

32、）49.241.0聚糠醇（PFA）54.431.0聚苯并咪唑（PBI）（含雜環(huán)）57.741.0酚醛（PF）60.435.025v 炭的生成過程炭的生成過程 聚合物成炭步驟：聚合物成炭步驟：o 交聯(lián)、芳構化、芳香族環(huán)烴的熔化、渦輪形層狀炭生成、石墨化。交聯(lián)、芳構化、芳香族環(huán)烴的熔化、渦輪形層狀炭生成、石墨化。o 渦輪形層狀炭是指一種不完全的石墨化過程中形成的炭，這時溫度為渦輪形層狀炭是指一種不完全的石墨化過程中形成的炭，這時溫度為500700。 所有聚合物可分為成炭性和非成炭性兩類，以其在高溫是否生成炭而定。所有聚合物可分為成炭性和非成炭性兩類，以其在高溫是否生成炭而定。 也有分成三類的：也有

33、分成三類的：o 聚合物裂解而揮發(fā)，至多只生成極微量的炭，例如聚合物裂解而揮發(fā)，至多只生成極微量的炭，例如PE、PP、聚苯乙烯、聚苯乙烯PS、PMMA；o 聚合物會發(fā)生脫除反應，使其主鏈失去氫原子和附屬基而呈不飽和狀態(tài)，聚合物會發(fā)生脫除反應，使其主鏈失去氫原子和附屬基而呈不飽和狀態(tài)，并生成中等量的炭，例如聚氯乙烯并生成中等量的炭，例如聚氯乙烯PVC、聚乙烯醇、聚乙烯醇PVA、聚丙烯腈、聚丙烯腈PAN；o 含有芳環(huán)聚合物，在斷鏈反應中，這些環(huán)能交聯(lián)而生成中等量至高量的含有芳環(huán)聚合物，在斷鏈反應中，這些環(huán)能交聯(lián)而生成中等量至高量的炭，例如芳族聚酰胺類炭，例如芳族聚酰胺類PA、聚碳酸酯類、聚碳酸酯類P

34、C和聚酰亞胺類和聚酰亞胺類PI，其分類主要，其分類主要依據(jù)重點在何種反應而定。依據(jù)重點在何種反應而定。26阻燃劑 鹵系阻燃劑鹵系阻燃劑 含磷阻燃劑含磷阻燃劑 無機阻燃劑無機阻燃劑 含硅阻燃劑含硅阻燃劑 氮系阻燃劑氮系阻燃劑 其他的一些無機阻燃劑和抑煙劑其他的一些無機阻燃劑和抑煙劑27概 述 自自20世紀世紀60年代以來，阻燃劑經(jīng)歷了年代以來，阻燃劑經(jīng)歷了70年代到年代到80年代初每年增長百分之年代初每年增長百分之十以上的蓬勃發(fā)展時期，十以上的蓬勃發(fā)展時期，90年代進入穩(wěn)步發(fā)展階段。年代進入穩(wěn)步發(fā)展階段。 1997年阻燃劑的銷售額超過年阻燃劑的銷售額超過22億美元，其中溴系阻燃劑占億美元，其中溴

35、系阻燃劑占39%，有機磷，有機磷系占系占23%，無機類占，無機類占22%，氯系占，氯系占10%，三聚氰胺類占，三聚氰胺類占6%。1998年全年全球阻燃劑總耗量約球阻燃劑總耗量約1100kt 1998年全球主要國家和地區(qū)阻燃劑消耗量年全球主要國家和地區(qū)阻燃劑消耗量/kt阻阻 燃燃 劑劑美美 國國西西 歐歐日日 本本其他國家或地區(qū)其他國家或地區(qū)總總 計計澳系澳系68.351.547.897264.4有機磷系有機磷系57.1712619173.1氯系氯系18.524372.12065.3氫氧化鋁氫氧化鋁259160429470氧化銻氧化銻28.023.015.52086.5其他其他42.729.81

36、0.583總計總計473.6360143.91651142.528阻燃劑的分類 根據(jù)元素種類分為根據(jù)元素種類分為v 鹵系、有機磷系及鹵鹵系、有機磷系及鹵-磷系、氮系、硅系、鋁磷系、氮系、硅系、鋁-鎂系、鉬系等鎂系、鉬系等 按阻燃作用分為按阻燃作用分為v 膨脹型阻燃劑、成炭阻燃劑等。膨脹型阻燃劑、成炭阻燃劑等。 按化學結(jié)構分為按化學結(jié)構分為v 無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑等。無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑等。 按阻燃劑與被阻燃材料的關系可分為按阻燃劑與被阻燃材料的關系可分為v 添加型阻燃劑和反應型阻燃劑，反應型阻燃劑參與高聚物的化學反添加型阻燃劑和反應型阻燃劑，反應型阻燃劑參與高聚

37、物的化學反應。應。29 理想的阻燃劑理想的阻燃劑v 阻燃效率高，添加量少；阻燃效率高，添加量少；v 無毒，無煙，對環(huán)境友好；無毒，無煙，對環(huán)境友好；v 熱穩(wěn)定性好，便于加工；熱穩(wěn)定性好，便于加工；v 對被阻燃物各項性能影響小，不滲出，便于回收；對被阻燃物各項性能影響小，不滲出，便于回收；v 使用方便，使用面廣，還要價格便宜。使用方便，使用面廣，還要價格便宜。v 同時具有上面這些要求的阻燃劑幾乎是不存在的，只能是在滿足基同時具有上面這些要求的阻燃劑幾乎是不存在的，只能是在滿足基本要求的前提下取得最佳的綜合平衡。本要求的前提下取得最佳的綜合平衡。 30鹵系阻燃劑 鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有

38、機阻燃劑之一。鹵系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機阻燃劑之一。 鹵系阻燃劑主要用于電子和建筑工業(yè)，約鹵系阻燃劑主要用于電子和建筑工業(yè)，約50100種含鹵阻燃劑覆蓋了種含鹵阻燃劑覆蓋了大多數(shù)的市場需求。大多數(shù)的市場需求。 鹵系阻燃劑的阻燃效率高，價格適中，其性能價格比這一指標是其他阻鹵系阻燃劑的阻燃效率高，價格適中，其性能價格比這一指標是其他阻燃劑難以與之相比，加之鹵系阻劑的品種多，適用范圍廣所以得到人們?nèi)紕╇y以與之相比，加之鹵系阻劑的品種多，適用范圍廣所以得到人們的青睞。的青睞。 鹵系阻燃劑在熱裂解或燃燒時生成較多的煙和腐蝕性的氣體，以及二噁鹵系阻燃劑在熱裂解或燃燒時生成較多的煙和腐蝕性的氣體

39、，以及二噁英，但目前鹵系阻燃劑仍占據(jù)塑料阻燃劑的主導地位。英，但目前鹵系阻燃劑仍占據(jù)塑料阻燃劑的主導地位。31 自自1986年以來，德國等歐洲國家與美國就多溴二苯醚等鹵系阻燃劑的年以來，德國等歐洲國家與美國就多溴二苯醚等鹵系阻燃劑的毒性與環(huán)境問題展開爭論，毒性與環(huán)境問題展開爭論， 在缺乏溴系阻燃劑合適代用品的前提下，溴類阻燃劑在世界范圍內(nèi)還在缺乏溴系阻燃劑合適代用品的前提下，溴類阻燃劑在世界范圍內(nèi)還會被用相當長的時間，而且還會有一定的增長率。但從長遠看阻燃劑會被用相當長的時間，而且還會有一定的增長率。但從長遠看阻燃劑的無鹵化是人們最終目標。的無鹵化是人們最終目標。 超過超過80%的含鹵阻燃劑用

40、于電子、辦公設備及建筑工業(yè)，主要品種是的含鹵阻燃劑用于電子、辦公設備及建筑工業(yè)，主要品種是熱塑性通用塑料（苯乙烯及其共聚物等）、熱塑性工程塑料和熱固性熱塑性通用塑料（苯乙烯及其共聚物等）、熱塑性工程塑料和熱固性塑料（如）環(huán)氧樹脂。塑料（如）環(huán)氧樹脂。32含磷阻燃劑 含磷阻燃劑的應用：含磷阻燃劑的應用：v可作為熱塑性塑料、熱固性塑料、織物、紙張、涂料和膠可作為熱塑性塑料、熱固性塑料、織物、紙張、涂料和膠黏劑等的阻燃劑。黏劑等的阻燃劑。 種類：種類：v紅磷紅磷v水溶性的無機磷酸鹽類水溶性的無機磷酸鹽類v不溶性的聚磷酸銨不溶性的聚磷酸銨v有機磷酸酯和膦酸酯類有機磷酸酯和膦酸酯類v氧化膦類氧化膦類v氯

41、烴基磷酸酯類和溴芳烴基磷酸酯類。氯烴基磷酸酯類和溴芳烴基磷酸酯類。33 1無機磷阻燃劑無機磷阻燃劑v 磷酸銨磷酸銨 在在1820年左右，蓋呂薩克對紡織品的阻燃問題系統(tǒng)地進行了研究，他利年左右，蓋呂薩克對紡織品的阻燃問題系統(tǒng)地進行了研究，他利用用磷酸銨磷酸銨、氯化銨、硼砂等無機化合物配置成適用于纖維素的阻燃劑、氯化銨、硼砂等無機化合物配置成適用于纖維素的阻燃劑v 磷酸二氫胺和磷酸氫二胺磷酸二氫胺和磷酸氫二胺 磷酸二氫胺和磷酸氫二胺磷酸二氫胺和磷酸氫二胺，或低分子量，或低分子量聚磷酸胺聚磷酸胺與硼酸銨、硫酸銨、氨基與硼酸銨、硫酸銨、氨基磺酸銨和溴化銨的共混物，是尼龍類的有效阻燃劑?；撬徜@和溴化銨的

42、共混物，是尼龍類的有效阻燃劑。v 紅磷紅磷 對對紅磷紅磷的表面處理、穩(wěn)定化處理及包覆處理使紅磷的吸濕性、自燃溫度、的表面處理、穩(wěn)定化處理及包覆處理使紅磷的吸濕性、自燃溫度、釋放磷化氫量、粉塵爆炸濃度、落高自燃及與高聚物的相容等性能得到極釋放磷化氫量、粉塵爆炸濃度、落高自燃及與高聚物的相容等性能得到極大改善。采用大改善。采用Al(OH)3、Mg（OH）2、Zn(OH)2等進行無機包覆，再采用等進行無機包覆，再采用蜜胺蜜胺-甲醛原位聚合或其他熱固性樹脂再進行有機包覆。最近有人提出用甲醛原位聚合或其他熱固性樹脂再進行有機包覆。最近有人提出用水合鈦水合鈦-鈷氫氧化物包覆紅磷，磷化氫發(fā)生量可降到鈷氫氧化

43、物包覆紅磷，磷化氫發(fā)生量可降到0.05mgg1以下。以下。342膨脹型含磷阻燃劑膨脹型含磷阻燃劑v聚磷酸銨聚磷酸銨 在成炭效果差的阻燃聚烯烴或聚苯乙烯系聚合物中，在成炭效果差的阻燃聚烯烴或聚苯乙烯系聚合物中，一般需要加入成炭組分一般需要加入成炭組分 v聚磷酸銨存在的問題：聚磷酸銨存在的問題：水敏性水敏性添加阻燃劑量大添加阻燃劑量大 v解決方法解決方法提高分子量、改變結(jié)晶形態(tài)及包覆提高分子量、改變結(jié)晶形態(tài)及包覆 處理處理35 3縮合磷酸芳基酯縮合磷酸芳基酯v 磷酸三甲苯酯磷酸三甲苯酯 最早工業(yè)化的有最早工業(yè)化的有磷酸三甲苯酯磷酸三甲苯酯，最初被用作硝酸纖維素的增塑劑和阻燃，最初被用作硝酸纖維素的

44、增塑劑和阻燃劑，然后被用作醋酸纖維素和乙烯基類的增塑劑和阻燃劑劑，然后被用作醋酸纖維素和乙烯基類的增塑劑和阻燃劑v 磷酸異丙基苯基酯和磷酸叔丁基苯二基磷酸異丙基苯基酯和磷酸叔丁基苯二基 1970年，這些磷酸酯就被磷酸異丙基苯基酯和磷酸叔丁基苯二基酯所取年，這些磷酸酯就被磷酸異丙基苯基酯和磷酸叔丁基苯二基酯所取代。代。 v 雙磷酸四芳基亞芳基酯雙磷酸四芳基亞芳基酯 最近幾年，對熱塑性工程塑料的需要，通常使用的磷酸三苯酯和磷酸烷最近幾年，對熱塑性工程塑料的需要，通常使用的磷酸三苯酯和磷酸烷基苯基酯，在加工溫度下出現(xiàn)揮發(fā)性問題，因而則提出了雙磷酸四芳基基苯基酯，在加工溫度下出現(xiàn)揮發(fā)性問題，因而則提出

45、了雙磷酸四芳基亞芳基酯系列新產(chǎn)品以滿足需求亞芳基酯系列新產(chǎn)品以滿足需求 36無機氫氧化物 無機氫氧化物是非常重要的阻燃劑。無機氫氧化物是非常重要的阻燃劑。1995年估計使用年估計使用899kt的阻燃劑，的阻燃劑，無機氫氧化物為無機氫氧化物為422kt，占將近，占將近50%。 無機氫氧化物易處理，相對無毒，不產(chǎn)生有毒、有腐蝕性的氣體，而且無機氫氧化物易處理，相對無毒，不產(chǎn)生有毒、有腐蝕性的氣體，而且抑煙，更重要的是比鹵、磷阻燃體系便宜。抑煙，更重要的是比鹵、磷阻燃體系便宜。 氫氧化鋁氫氧化鋁是無機氫氧化物銷售最多的阻燃劑，主要用于加工溫度在是無機氫氧化物銷售最多的阻燃劑，主要用于加工溫度在200

46、以下的人造橡膠、熱固性樹脂及熱塑性塑料以下的人造橡膠、熱固性樹脂及熱塑性塑料 氫氧化鎂氫氧化鎂是一種熱穩(wěn)定性更好的無機阻燃劑，超過是一種熱穩(wěn)定性更好的無機阻燃劑，超過300仍然穩(wěn)定，廣仍然穩(wěn)定，廣泛用于許多人造橡膠、樹脂、包括工程塑料及其他在高溫加工下的樹脂。泛用于許多人造橡膠、樹脂、包括工程塑料及其他在高溫加工下的樹脂。 因為考慮含鹵及含磷阻燃劑的環(huán)境問題，無機氫氧化物阻燃劑的應用得因為考慮含鹵及含磷阻燃劑的環(huán)境問題，無機氫氧化物阻燃劑的應用得到持續(xù)的增長。到持續(xù)的增長。 37 （1） 氫氧化鋁（氫氧化鋁（ATH, aluminum tri-hydroxidate ）v 氫氧化鋁是應用最為廣

47、泛的阻燃劑氫氧化鋁是應用最為廣泛的阻燃劑v 性質(zhì)：性質(zhì)： 氫氧化鋁是一種無毒、白色至淺白色的粉末，相對密度氫氧化鋁是一種無毒、白色至淺白色的粉末，相對密度2.42，莫氏硬度，莫氏硬度為為3.0，當溫度加熱到高于，當溫度加熱到高于320時時ATH因失水而損失其質(zhì)量的因失水而損失其質(zhì)量的34.6%。v 用途：用途： 對于加工溫度低于氫氧化鋁分解溫度（對于加工溫度低于氫氧化鋁分解溫度（190230）的聚合物來講，氫）的聚合物來講，氫氧化鋁是一種優(yōu)良的阻燃材料，關于顆粒直徑的大小對于熱穩(wěn)定的影響氧化鋁是一種優(yōu)良的阻燃材料，關于顆粒直徑的大小對于熱穩(wěn)定的影響也是值得注意的。也是值得注意的。 氫氧化鋁作為

48、阻燃材料，用于彈性體、熱固性樹脂及熱塑性塑料等，也氫氧化鋁作為阻燃材料，用于彈性體、熱固性樹脂及熱塑性塑料等，也大量用于生產(chǎn)阻燃地毯的苯乙烯大量用于生產(chǎn)阻燃地毯的苯乙烯-丁二烯膠乳中，用于生產(chǎn)阻燃絕緣橡膠丁二烯膠乳中，用于生產(chǎn)阻燃絕緣橡膠電纜、保溫泡沫塑料、傳送皮帶、屋頂天棚及軟管中。電纜、保溫泡沫塑料、傳送皮帶、屋頂天棚及軟管中。38v 優(yōu)點：優(yōu)點：氫氧化鋁是非常有用的阻燃劑，可以提供生煙度較低的配方。與氫氧化鋁是非常有用的阻燃劑，可以提供生煙度較低的配方。與含鹵化物和氧化銻混合物的配方相比，該種配方生煙毒性低、腐含鹵化物和氧化銻混合物的配方相比，該種配方生煙毒性低、腐蝕性也小。蝕性也小。v

49、 缺點：缺點：ATH添加量為添加量為50%75%（質(zhì)量）。對樹脂的物理性能產(chǎn)生負面（質(zhì)量）。對樹脂的物理性能產(chǎn)生負面影響。影響。v 解決方法：解決方法：采用合適的助劑，合理的攪拌技術能使采用合適的助劑，合理的攪拌技術能使ATH充分的分散充分的分散ATH經(jīng)適當?shù)慕?jīng)適當?shù)谋砻嫣幚肀砻嫣幚硪材軠p少因裝填率高而生產(chǎn)的影響，但會也能減少因裝填率高而生產(chǎn)的影響，但會在很大程度上增加材料的成本在很大程度上增加材料的成本 細化處理細化處理39 （2）氫氧化鎂）氫氧化鎂v 氫氧化鎂氫氧化鎂Mg(OH)2是世界銷售量占第二的無機氫氧化物阻燃劑。是世界銷售量占第二的無機氫氧化物阻燃劑。v 性質(zhì)：性質(zhì)： 氫氧化鎂是一

50、種白色至淺白色晶狀體粉末，相對密度氫氧化鎂是一種白色至淺白色晶狀體粉末，相對密度2.4，莫氏硬度，莫氏硬度3.0。 加熱至加熱至450以上時，因失去水而減輕其質(zhì)量的以上時，因失去水而減輕其質(zhì)量的30.9% 氫氧化鎂熱穩(wěn)定性比氫氧化鎂熱穩(wěn)定性比ATH要好，降解溫度接近要好，降解溫度接近330。v 要求：要求： 其純度要求相當高，至少含其純度要求相當高，至少含98.5%的的Mg(OH)2 。許多情況下要求其含量高。許多情況下要求其含量高于于99.5%。 顆粒直徑范圍從顆粒直徑范圍從0.55m不等。因顆粒直徑大小及形狀的差異，表面積為不等。因顆粒直徑大小及形狀的差異，表面積為715m2g1。 大多數(shù)

51、作為阻燃劑的氫氧化鎂經(jīng)表面處理，用以提高其在聚合物中的分散大多數(shù)作為阻燃劑的氫氧化鎂經(jīng)表面處理，用以提高其在聚合物中的分散性和分布。氫氧化鎂與氫氧化鋁一樣需以較高的添加量使用，一般為性和分布。氫氧化鎂與氫氧化鋁一樣需以較高的添加量使用，一般為50%70%。由于高純度要求和表面處理要求，使得氫氧化鎂比較昂貴。由于高純度要求和表面處理要求，使得氫氧化鎂比較昂貴。v 應用：應用： 其最大用途應用于工程熱塑性塑料。其最大用途應用于工程熱塑性塑料。 由于氫氧化鎂較高的分解溫度，使得它一般用于加工溫度在由于氫氧化鎂較高的分解溫度，使得它一般用于加工溫度在200225的的熱塑性塑料和熱固性樹脂。熱塑性塑料和

52、熱固性樹脂。 氫氧化鎂還可同氫氧化鋁一起使用，以滿足不同使用要求。氫氧化鎂還可同氫氧化鋁一起使用，以滿足不同使用要求。40含硅阻燃劑 含硅阻燃劑含硅阻燃劑v 新型阻燃劑的物質(zhì)。它可完全不依賴鹵素和磷的化合物而發(fā)揮阻燃作用。新型阻燃劑的物質(zhì)。它可完全不依賴鹵素和磷的化合物而發(fā)揮阻燃作用。v 含硅阻燃劑及其阻燃技術目前得到廣泛的研究，由于含硅阻燃的高聚物大含硅阻燃劑及其阻燃技術目前得到廣泛的研究，由于含硅阻燃的高聚物大多少煙無毒，燃燒熱值低，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，而受到重視，其發(fā)展?jié)摿投嗌贌煙o毒，燃燒熱值低，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，而受到重視，其發(fā)展?jié)摿蛻们熬笆鞘志薮蠛蛷V闊的。應用前景是十分巨大和廣闊的

53、。 含硅阻燃劑分類含硅阻燃劑分類v 聚硅氧烷聚硅氧烷 1硅烷的共聚物硅烷的共聚物 2添加硅樹脂添加硅樹脂v 硅膠硅膠-碳酸鉀阻燃體系碳酸鉀阻燃體系v 硅酸鹽硅酸鹽v 聚合物聚合物/黏土納米復合材料（黏土納米復合材料（PCN）41氮系阻燃劑 氮系阻燃劑種類：氮系阻燃劑種類：v 主要有雙氰胺、聯(lián)二脲、胍鹽、三聚氰胺及其鹽。主要有雙氰胺、聯(lián)二脲、胍鹽、三聚氰胺及其鹽。 阻燃機理：阻燃機理：v 這類阻燃劑主要通過分解吸熱及生成不燃性氣體以稀釋可燃物而發(fā)這類阻燃劑主要通過分解吸熱及生成不燃性氣體以稀釋可燃物而發(fā)揮作用。揮作用。 優(yōu)點：優(yōu)點：v 無色、無鹵、低毒、低煙，不產(chǎn)生腐蝕性氣體。無色、無鹵、低毒、

54、低煙，不產(chǎn)生腐蝕性氣體。v 含氮化合物阻燃劑由于它對環(huán)境的污染作用較小。含氮化合物阻燃劑由于它對環(huán)境的污染作用較小。v 含氮阻燃劑燃燒時釋放含氮阻燃劑燃燒時釋放HCN、NO、NO2等毒性較大的氣體，但經(jīng)測等毒性較大的氣體，但經(jīng)測定含量極少。釋放出來的主要成分是定含量極少。釋放出來的主要成分是NH3。v 還具有價廉，抗紫外線等優(yōu)點。還具有價廉，抗紫外線等優(yōu)點。42 雙氰胺雙氰胺v 雙氰胺又稱二氰二胺、二聚氨基氰、氰基胍，含氮量雙氰胺又稱二氰二胺、二聚氨基氰、氰基胍，含氮量66%，結(jié)晶固，結(jié)晶固體，熔點體，熔點207209，微溶于冷水，溶于熱水。，微溶于冷水，溶于熱水。v 結(jié)構式：結(jié)構式：v 雙氰

55、胺用于制造防火涂料、阻燃膠黏劑、阻燃木材以及作為聚酰胺雙氰胺用于制造防火涂料、阻燃膠黏劑、阻燃木材以及作為聚酰胺阻燃劑。阻燃劑。 胍鹽胍鹽v 胍結(jié)構式：胍結(jié)構式： H2NCNHCNNHH2NCNH2NH43 三聚氰胺及其鹽三聚氰胺及其鹽v 1三聚氰胺又稱蜜胺三聚氰胺又稱蜜胺 簡稱簡稱MA，含氮量為，含氮量為66.7%，密度，密度1.57gcm3，熔點，熔點354，加熱升華，在加熱升華，在250450間分解吸收大量的熱，并間分解吸收大量的熱，并放出氨放出氨同時形同時形成多種縮聚物，還可促進高聚物炭化。成多種縮聚物，還可促進高聚物炭化。44其他一些無機阻燃劑或消煙劑 銻系阻燃劑銻系阻燃劑v 氧化銻

56、幾乎總是與鹵素并用。這是阻燃領域內(nèi)典型的協(xié)同效應。銻系氧化銻幾乎總是與鹵素并用。這是阻燃領域內(nèi)典型的協(xié)同效應。銻系阻燃劑單獨使用時阻燃作用很小，除非被阻燃的聚合物已含有鹵素。阻燃劑單獨使用時阻燃作用很小，除非被阻燃的聚合物已含有鹵素。v 銻系阻燃劑主要品種是三氧化二銻、膠體五氧化二銻及銻酸鈉。其中銻系阻燃劑主要品種是三氧化二銻、膠體五氧化二銻及銻酸鈉。其中最重要和應用最廣的是三氧化二銻，其幾乎是所有鹵系阻燃劑的協(xié)效最重要和應用最廣的是三氧化二銻，其幾乎是所有鹵系阻燃劑的協(xié)效劑。劑。v 1三氧化二銻三氧化二銻 三氧化二銻分子式為三氧化二銻分子式為Sb2O3，相對分子質(zhì)量，相對分子質(zhì)量291.60，理論銻含量，理論銻含量83.54%。 Sb2O3為白色晶體，受熱顯黃色。它有兩種晶型，一種是立方晶型（穩(wěn)定為白色晶體，受熱顯黃色。它有兩種晶型，一種是立方晶型（穩(wěn)定型），另一種為斜方晶型。型），另一種為斜方晶型。 阻燃各類塑料所用普通阻燃各類塑料所用普通Sb2O3粒徑粒徑12m，阻燃纖維所用超細氧化銻平，阻燃纖維所用超細氧化銻平均粒徑均粒徑0.3m左右。左右。45v 2膠體五氧化二銻膠體五氧