阻燃剂的介绍..ppt

概念 定义 阻燃剂:又称难燃剂，耐火剂或防火剂，能使易燃物质燃烧减慢、终止或难以燃烧的物质。 注意：阻燃并非不燃。 对于可燃和易燃材料而言，其燃烧特性可以用以下几个参数来描述： ①被引燃的难易程度； ②火焰传播速度，即火沿材料表面的蔓延速度； ③耐火性，即火穿透材料构件的速度； ④释热速度(HRR)，即材料燃烧时放出的热量和放出的速度； ⑤自熄的难易程度； ⑥生烟性，包括生烟量，烟的释放速度及烟的组成； ⑦有毒气体的生成，包括气体量、释放速度及组成。 而对于阻燃材料而言，这些参数可以描述阻燃材料的阻燃特性。 近几年来，中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达15%-20%，远远高于全球3%-4%的水平。2010年国内塑料制品产量为5830.38万吨，按阻燃塑料占塑料制品的20%和阻燃剂使用比例10%计算，2010年国内阻燃剂行业潜在市场规模在117万吨左右，2011年国内阻燃剂行业潜在市场规模在98万吨左右。 目前，国内研究和发展的重点集中在无机阻燃剂、红磷微胶囊化、膨胀型阻燃剂等领域。 对阻燃剂的基本要求 阻燃效率高，获得单位阻燃效能所需的用量少。即效能／价格比高。 本身低毒或基本无毒，燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少，对环境友好。 与被阻燃基材的相容性好，不易迁移和渗出。被阻燃材料可回收和循环使用。 具有足够高的热稳定性，在被阻燃基材加工温度下不分解，但分解温度也不宜过高，以在250～400℃间为宜。 不致过多恶化被阻燃基材的加工性能和最后产品的物理–机械性能及电气性能。性能优良的阻燃剂和合理的阻燃剂配方在于能在材料阻燃性和实用性间求得和谐的统一。 具有可接受的光稳定性。 原料来源充足，制造工艺简便，价格低廉。 （l）吸热作用 燃烧过程中放出的热量加热了原料，使其很快达到燃点，吸热阻燃的原理就是材料燃烧过程中需要吸收大量的热量，这样就能减低材料升温的过程，这样气化的可燃分子裂解的自由基就很难达到燃点，从而一定程度上抑制了燃烧的进行。 如：Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。 （2） 覆盖作用 材料燃烧时产生的高温使阻燃剂形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，这样就既隔热、隔氧，又阻止可燃气体外逸，从而达到阻燃的目的。有机磷腈类阻燃剂受热时发生交联或形成碳化层。这样一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧。 （3）抑制链反应作用 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。 如：含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。 （4）不燃气体窒息作用 阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。 2）按组成分类 阻燃剂的类型 常用阻燃剂 1、 卤系阻燃剂 卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，添加量少、阻燃效果显著。 含氯的阻燃剂主要有氯化石蜡、氯化聚乙烯等;含溴阻燃剂因阻燃效果较好，应用极为广泛，逐渐取代氯系阻燃剂。但其阻燃的同时，也带来了一些严重的问题，放出大量的有毒气体(如HCl,HBr等)，卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸，具有很强的腐蚀作用，并产生大量的烟雾，这些烟雾、有毒气体和腐蚀性气体给灭火、逃离和恢复工作带来很大的困难。 氢氧化镁阻燃剂具有良好的阻燃效果，同时能够减少塑料燃烧时的发烟量，起到消烟的作用。氢氧化镁还具有安全无毒，高温加工时热稳定性好等优点。由于阻燃能力不强，因此添加份数高达40~60份。氢氧化镁分解温度较高，达340~490oC，吸热量也较小，因此对抑制材料温度上升的性能比氢氧化铝差，对聚合物的炭化阻燃作用却优于氢氧化铝。因此两者复合使用，互为补充，其阻燃效果比单独使用更好。 4）磷系阻燃剂 有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、有机盐类、氧化膦、含磷多元醇及磷氮化合物等，但应用最广的是含卤磷酸酯。有机磷系阻燃剂主要在火灾初期的高分子材料分解阶段起作用。 它能促进高分子材料脱水炭化，从而使高分子材料不能