阻燃材料包括有機阻燃材料以及無機阻燃材料, 當前的阻燃材料是添加阻燃劑之後的能夠實現阻燃效果的材料. 一般來講, 阻燃劑種類多樣, 分有機阻燃劑以及無機阻燃劑, 有機阻燃劑阻燃效果好, 添加劑比較少. 不過有機阻燃劑在燃燒中存在發煙量大以及釋放有毒氣體的弊端. 無機材料具有無毒, 無煙, 不揮發以及價格便宜等優點, 不過其中存在大量添加劑.
1, 國內外發展現狀
阻燃劑是高分子合成材料助推劑, 利用阻燃劑可以對高分子材料進行阻燃處理, 從而避免材料燃燒以及阻止火勢蔓延, 促使合成材料具有消煙性, 自熄性以及難燃性.
2, 常用阻燃劑優缺點分析
近幾年, 隨著塑料產品產量的增加以及安全標準提高, 阻燃材料應用更加廣泛, 一般來講, 阻燃材料可以分為有機阻燃材料以及無機阻燃材料. 其中, 有機阻燃材料主要是鹵素添加劑, 無機材料不但具有一定阻燃效果, 而且產生氯化氫以及阻止發煙. 此外, 無機阻燃材料無毒, 無腐蝕性以及價格便宜. 美國, 日本等國家的無機阻燃材料消費超過60%, 然而, 我國的無機阻燃材料消費只有不到10%.
2.1 鹵系阻燃
鹵系阻燃劑不但產量最大, 而且應用最為廣泛. 添加了該阻燃劑的材料在燃燒過程中可以釋放鹵化氫, 並且獲得自由基, 從而阻止傳遞燃燒鏈, 進而生成活性低的自由基減緩燃燒. 鹵素阻燃劑一般應用在熱塑性材料以及熱固性材料中, 不僅與高分子材料的相容性較好, 而且使用方便, 因此受到市場歡迎, 廣泛應用於汽車, 包裝, 紡織等行業中.
2.2 磷系阻燃劑
無機磷系阻燃劑主要包括磷酸鹽, 紅磷等, 應用比較廣泛的是紅磷, 紅磷屬於較好的阻燃劑, 但在實際應用中, 紅磷阻燃劑材料容易氧化並且釋放有害劇毒氣體, 燃燒產生粉塵容易導致爆炸, 在樹脂混煉以及模塑加工中存在一定的危險性, 因此, 磷系阻燃材料受到一定使用限制. 經過改進的紅磷阻燃劑是在其中加入金屬氫氧化物, 一定程度上解決了高分子材料毒性問題.
2.3 氮系阻燃劑
常用品種有三聚氰胺, 三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)等, 往往需加入協同劑, 氮/磷為最常用的協同阻燃體系, 主要用於PA, PU, PO, PET, PS, PVC等樹脂中.
三聚氰胺氰尿酸鹽是一種含氮的無鹵環保型阻燃劑, 特別適合於不加填料的PA6和PA66, 具有粉末狀和顆粒狀兩種形式. 當用該產品阻燃的聚醯胺泡沫燃燒時, 形成的碳泡沫層對聚合物起保護作用, 絕熱隔氧.
2.4 金屬氧化物阻燃劑
金屬氧化物阻燃劑主要是把具有本質阻燃性的無機元素以單質或化合物的形式添加到被阻燃的基材中, 以物理分散狀態與高聚物充分混合, 在氣相或凝聚相通過化學或物理變化起到阻燃作用.
氫氧化鋁是無機氫氧化物銷售最多的阻燃劑, 主要用於加工溫度在200℃以下的人造橡膠, 熱固性樹脂及熱塑性塑料. 氫氧化鋁阻燃的塑料在火焰中發煙性較小是一個突出的優點.
氫氧化鎂是一種熱穩定性更好的無機阻燃劑, 超過300℃仍然穩定, 廣泛用於許多人造橡膠, 樹脂, 包括工程塑料及其他在高溫加工下的樹脂. 在聚合物體系中起到阻燃, 消煙的作用. 與ATH複合使用, 互為補充, 其阻燃效果比單獨使用更好.
3, 阻燃劑未來發展趨勢
近10年來, 我國阻燃劑的增長率保持在15%~ 20%, 目前年消費量在57萬噸左右, 2019年我國阻燃劑的消費量將增加到84萬噸左右. 儘管我國阻燃劑的消費總量高於世界平均水平, 但從比例上看, 我國阻燃材料的應用還遠遠低於世界平均水平, 與歐美髮達國家的差距更大.
