合成材料阻燃剂（阻燃剂是什么）

阻燃剂是什么东西

阻燃剂是一种重要的添加剂，可以改善易燃或可燃材料的燃烧性能，防止材料被点燃，抑制火焰的蔓延。对于解决高分子材料易引发火灾的问题，保证合成材料的安全性具有重要作用。目前，消费量已成为仅次于增塑剂的第二大品种。阻燃剂种类繁多，按成分可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。代表性的阻燃剂是卤素、磷、氢氧化铝和氢氧化镁。1.卤系阻燃剂卤系阻燃剂是一类含有卤族元素，起到阻燃作用的阻燃剂。卤系的四种卤族元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)都是阻燃剂，阻燃效果按照氟、氯、溴、碘的顺序增强，碘阻燃剂最强。在生产中，只有氯和溴阻燃剂被广泛使用，而氟和碘阻燃剂很少使用。这是因为氟系阻燃剂的C-F键太强，不能有效地捕捉自由基，而含I的阻燃剂的C-I键太弱，不被破坏，影响聚合物性能(如光稳定性)，使阻燃性在降解温度以下丧失。卤素阻燃剂(尤其是溴系阻燃剂)最大的优点是阻燃效率高，用量少，相对成本低。另外，溴系阻燃剂与材料的相容性好，所以我国阻燃剂仍以卤系阻燃剂为主，主要含有氯和溴，占整个阻燃体系的80%以上。但卤系阻燃剂在高温和明火下会散发出卤化氢等腐蚀性有毒气体和排烟口。阻燃剂的发展趋势是在提高阻燃性能的同时更加注重环保和生态安全。在此背景下，一些传统的溴系阻燃剂受到了日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的替代品，同时也将促进新型阻燃材料的问世。2.磷系阻燃剂磷系阻燃剂按组成、结构和作用机理可分为无机磷系阻燃剂、磷系膨胀型阻燃剂和有机磷系阻燃剂。无机磷系阻燃剂主要有磷酸一铵类阻燃剂，如红磷、磷酸盐、聚磷酸铵等。红磷对多种聚合物都有很好的阻燃效果。自从1965年被发现以来，它就备受关注。笨帆红磷作为一种阻燃剂，可以在较低的用量下使大多数聚合物具有良好的阻燃性能。处理过程稳定。它能在气相中产生自由基，在固化相中形成碳层。目前，通过对红磷的表面处理、稳定化处理和包覆处理，红磷的吸湿性、自燃温度、磷化氢释放量、粉尘爆炸浓度、下落高度自燃性以及与聚合物的相容性等性能都有了很大的提高。然而，红磷由于其自身的颜色，在纺织工业中的应用受到限制。膨胀型阻燃剂是以磷和氮为主要阻燃元素的阻燃剂，由酸源(脱水剂)、碳源(成炭剂)、气源(发泡剂)组成。该系统长期以来被用作防火涂层。然而，近年来，人们已经意识到它的扩张特征。其机理是膨胀型阻燃剂受热时在材料表面形成致密的多孔泡沫碳层。这种泡沫碳层不仅可以防止内部聚合物的进一步降解和可燃物向表面的释放，还可以防止热源向聚合物传递，隔离氧源。从而有效阻止火焰的蔓延和蔓延，达到阻燃的效果。这项技术基本上克服了许多传统阻燃剂的缺点。被誉为阻燃技术的一次革命，得到了阻燃行业的一致好评。它是阻燃材料的主流

比如有些阻燃剂相容性差，表面处理技术不完善，有机磷体系多为液态，挥发性高，发烟量大，热稳定性差，限制了其应用。因此，磷系阻燃剂的研究有待加强。3.氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂是最常见的无机阻燃剂，无毒且稳定。在高温下不产生有毒气体，还可以减少燃烧塑料时产生的烟雾量等。而且价格便宜，来源广泛。氢氧化铝的脱水吸热温度较低，约为235 ~ 350，因此塑料在刚燃烧时阻燃效果显著。氢氧化镁阻燃剂能明显减缓PE、PP、PVC、ABS等的热分解温度。当其加入量合适时，具有良好的阻燃和减烟效果。而氢氧化镁的分解温度较高，约为340 ~ 490%，吸热也较低。抑制材料温升的性能比氢氧化铝差，但聚合物的炭化阻燃效果比氢氧化铝好。所以两者结合是相辅相成的，其阻燃效果比单独使用要好。但由于无机阻燃剂为填料型，树脂中无机阻燃剂的添加量较大，往往会不同程度地影响材料的加工性能和力学性能。因此，对传统无机阻燃剂的改性研究已成为当前的研究热点。无机阻燃剂的微胶囊化、表面改性、无尘或无尘和协同效应成为解决这一问题的好方法。4.锑阻燃剂三氧化二锑、胶体五氧化二锑和锑酸钠是锑阻燃剂的主要产品，其中三氧化二锑应用广泛。它是一种典型的添加型无机阻燃剂。主要用于塑料制品和纺织织物的阻燃，也可用作橡胶和木材的阻燃剂。阻燃机理是三氧化二锑在燃烧期665时首先熔化，在材料表面形成保护膜隔绝空气，通过内部吸热反应降低燃烧温度。三氧化二锑在高温下被氧化，稀释了空气中的氧气浓度，从而起到阻燃的作用。无卤锑化合物本身几乎没有阻燃效果，但与含卤有机化合物一起使用时，形成非常有效的锑/卤阻燃协同体系。中国的锑储量居世界第一，这对锑系阻燃剂的发展非常有利。超细纯白氧化锑产品的研发是当前发展的重点。

阻燃剂有哪些？

随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外，煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂，目前的生产能力20万t/a左右，年生产量在15万-17万t之间，年消费量20万t左右。不足部分主要从美国和以色列进口消亏，进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂60余家，能够生产50余种产品，主要为溴磷系列，其中溴系阻燃剂是最重要的系列，约占我国有机阻燃剂的30%。 国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂生产和消费量还较少，但近年来发展势头较好，市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点，所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构，加大高效环保型阻燃剂的开发。 1.环保型阻燃剂应用和生产现状 随着人们环保、安全、健康意识的日益增强，世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应蠢祥用的重点，并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类，可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类，分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。 1.1无卤阻燃剂 无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标，近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情，带桥搏对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析，无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵(app)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等，有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品，以下就这两种产品展开分析。 1.1.1聚磷酸铵 聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate，简称为app)是长链状含磷、氮的无机聚合物，其分子通式为：(nh4p03)n。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点，近年来广泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂；还可用于配制膨胀性防火涂料，用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理；也用于生产干粉灭火剂，用于煤田、油井、森林大面积灭火；此外，还可作肥料用。聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产品质量的关键，聚合度越高，阻燃防火效果越好。国内已经有聚合度超过100的产品，而国外app(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。国内聚磷酸铵研制始于1978年，经过20多年的发展，我国聚磷酸铵生产已具有一定的基础，基本上适应了国内市场的需要。2005年我国聚磷酸铵产量超过2万t，除满足国内需求外还有少量出口。我国聚磷酸铵生产能力主要集中于西南、华东和中南地区，以西南地区产量最大，其次为华东和中南地区。华北÷东北、西北等地区很少有聚磷酸铵生产。国内聚磷酸铵生产装置规模较小，最大生产厂是贵州遵义县鑫源磷化有限责任公司和什邡市长丰化工有限公司，装置规模皆为3000t/a，荣泰装置规模也已达到3000t/a。其次是上海新华阻燃剂总厂，生产规模为2000t/a。一般装置规模为400-1000t/a，最小生产规模仅300t/a。随着聚磷酸铵消费市场的不断扩大，其产量将继续增加。 1.1.2水滑石 在无机阻燃剂的应用中，阴离子型层状功能材料作为阻燃剂的发展迅速。它是一类具有特殊结构的无机化合物m2+为二价离子，一般为镁，m3+为三价金属离子，an-为阴离子。这种材料简称为水滑石(ldhs)。由于水滑石独特的层状结构及层板组成和层间阴离子的可调变性，使其作为无机功能材料在催化、离子交换、吸附、医药等领域都得到了广泛的应用。作为无卤高抑烟阻燃剂，水滑石可广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。我国镁质阴离子层状功能材料的发展起步于20世纪90年代后期，虽然发展历史较短，但发展迅速。1999年，北京化工大学与宜兴助剂化工厂合作，在江苏宜兴建成了500t/a的水滑石的生产线，成为国内第一家水滑石的生产厂，并形成了自主知识产权的全套生产技术。在此基础上，2000年，依托我国优势的海洋化工卤水资源，在大连建立了1000t/a水滑石的生产线，为进一步建设更大规模的生产装置奠定了基础。从我国镁资源的现状及新型阻燃剂市场的迫切需求和巨大潜力，不难判断我国镁质阴离子层状功能材料快速发展的时机已经成熟。今后5年内，我国镁质阴离子层状功能材料作为溴系阻燃剂的替代品将进入发展的高峰期。 1.2澳系阻燃剂 溴系阻燃剂的生产和使用已有30多年的历史，目前生产的溴系阻燃剂约有70多种，其中最重要的是十溴二苯醚(dbdpo)、四溴双酚a(tbbpa)和六溴环十二烷(hbcd)等。前两者的产量占溴系阻燃剂的50%左右。一些传统的溴系阻燃剂由于受到日益严格环保要求的压力，迫使用户寻找溴阻燃剂的代用品，同时促进了新阻燃体系的问世。多溴二苯醚等传统溴系阻燃剂市场的萎缩，为溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷等环境友好型溴系阻燃剂产品提供了市场空间。 1.2.1十溴二苯乙烷 十溴二苯乙烷(dbpe)由美国albermale公司率先开发，其相对分子质量、热稳定性和溴含量与dbdpo相当，但不属于多溴二苯醚系统的阻燃剂，在燃烧过程中不产生多溴苯对位二嗯英(pbdd)和多溴二苯呋喃(pbdf)，同时也符合德国有关二嚅英的条令和美国环保局的规定。而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性和不易渗析性等特点都优于十溴二苯醚。其阻燃的塑料可以回收使用，这是众多溴系阻燃剂所不具备的特点。目前该产品已在多种工程塑料，如abs、pbt、pa和hips中应用，效果良好。 我国十溴二苯乙烷生产技术已于2004年底工业规模试验成功，2005年开始投于市场。主要生产厂家有山东卫东化工有限公司(5000t/a)、山东潍坊大成盐化公司、寿光市海洋化工有限公司、江苏双菱化工集团有限公司、济南泰星精细化工有限公司、苏州市晶华化工有限公司、莱州市莱玉化工有限公司等，合计生产能力约11000t/a。十溴二苯乙烷以其优良的性能和特性，在国内外阻燃剂市场上皆具有广阔的前景。 1.2.2溴化环氧树脂 溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性和光稳定性，又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能、不起霜，从而被广泛地应用于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。溴化环氧树脂按相对分子质量分为低、中、高三大类，按端基结构又可分为ep型、ec型，可分别应用于不同的塑料材料中。 近年来，我国溴化环氧树脂发展迅速，尤其改变了含溴量低、相对分子质量小，只能用作绝缘灌封材料等缺点。目前我国溴化环氧树脂技术可根据阻燃处理高聚物的相对分子质量，生产与之相匹配的产品，以达到最佳阻燃效果和优良的阻燃性能。主要生产厂家有东营广饶海丰盐化有限公司(1000t/a)、济南泰星精细化工有限公司、莱州市莱玉化工有限公司等，合计生产能力约为3500t/a。在溴系阻燃剂中，溴化环氧树脂作为一种新型阻燃剂已开始在国内外市场上日益受到重视。 1.2.3溴化聚苯乙烯 溴化聚苯乙烯(简称bps)是一种溴系有机阻燃剂，具有高阻燃性、热稳定性及光稳定性等良好的机械物理和化学性质，广泛应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龙-66等工程塑料。主要生产厂有山东东营万达集团股份有限公司、山东寿光市海洋化工有限公司、江苏张家港市信谊化工有限公司等，合计生产能力约1000t/a，基本没有形成工业化规模的生产。随着国内工程塑料行业的快速发展，对溴化聚苯乙烯的需求将大大增加，市场前景广阔。 1.3卤—磷阻燃剂 这类阻燃剂的特征是：分子中同时兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起协同增效作用；分子中的溴含量较低，燃烧过程伴随较少的发烟量，有害性的气体挥发物较少；一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。主要产品品种包括二溴辛戊二醇(dbnpg)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺盐类等。卤—磷系阻燃剂通过利用不同的作用机理，互相补充，达到协同增效的结果。 1.4其它 在最近几年，国际市场有不少新的阻燃剂或阻燃系统问世。如德国clariant公司开发了两种以次膦酸盐为基的阻燃剂，牌号为exolitop1311和exolitop1312m1，工业规模的生产于2004年底开始。美国大湖(greatlake)公司于2001年推出的reogard1000膨胀型阻燃剂，dsm公司推出的新型三聚氰胺磷酸盐阻燃剂，死海溴化物公司的safron系列，瑞士汽巴(ciba)公司的flamest

阻燃剂是什么东西？

阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧和瞎性能的特殊的化工助剂，广泛应用于各类装修材料的没孙阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止枯棚链、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。