膨胀型阻燃剂的介绍

膨胀型阻燃剂与卤系阻燃剂不同，主要是通过凝聚相阻燃发挥作用的。凝聚相阻燃是指在凝聚相中延缓或中断燃烧的阻燃作用，重要的是成炭机理。下述几种情况的阻燃都属于凝聚相阻燃:

①阻燃剂在固相中延缓或阻止材料的热分解减少或中断可燃物的来源。

②阻燃材料燃烧时在其表面生成多孔炭层，此层隔热隔氧，又可阻止可燃气进人气相。膨胀型阻燃剂即按此机理阻燃。

③含大量无机填料的阻燃材料,填料既能稀释破阻燃的可燃材料，又有较大热容,既可蓄热，又可导热，因而被阻燃材料不易达到热分解温度。

④阻燃剂受热分解吸热，阻止被阻燃材料温度升高。工业上大量使用的氢氧化铝及氢氧化镁均属此类阻燃剂。

膨胀型阻燃系统是以凝聚相阻燃机理发挥阻燃作用的典型阻燃剂，可在燃烧早期将燃烧中止，其原因是膨胀型阻燃系统在高热作用下能在波阻燃材料表面形成很厚的膨胀炭层，且后者有很高的阻燃性。

一、膨胀型阻燃剂的组成

产生膨胀作用需要三种主要成分:

①无机酸或能在加热至100-250℃时产生酸的化合物——酸源，如聚磷酸铵(APP),

②富含碳原子的多羟基化合物，在酸的作用下脱水而作为——碳源，如季戊四醇(PER)，

③受热释放出挥发性产物的胶类或能胶化合物作为——气源，如三聚氧胺(MCA)。水蒸气也会产生起泡效应。此外，估计胺或酰胺还对形成炭的反应起催化作用。

能作为膨胀型阻燃剂三源物质如下：

在文献中，“成炭剂”和“膨胀阻燃系统"有时混用，也缺乏严格的意义,因为它们的详细阻燃机理还未被充分了解。现在人们对多孔膨胀结构及其绝缘作用还只限于用膨胀炭层作定性的描述。只有深人研究炭层的膨胀特征，才能定量解释膨胀型阻燃剂。

二、膨胀型阻燃剂三组份应满足的条件

①膨胀型阻燃剂中组分的热稳定性必须足够高，在高聚物的加工温度(高于200℃)下不致分解。

②高聚物的热降解过程应对膨胀过程无有害影响。一般说来,高聚物热降解时，会生成相当量的挥发性产物，还有可能形成炭残留物(与高聚物的结构有关),这些都会干扰膨胀炭层的形成。

③膨胀型阻燃剂应在高聚物表面形成能全部覆盖的保护炭层。

④ 膨胀型阻燃剂应不与填料及其他添加剂如稳定剂，发生不利的相互作用。

三、IFR的优缺点

1、优点：主要还是燃烧时低烟，不释放有毒有害气体，另外高效阻燃、无滴落也是其优点。

2、缺点：膨胀型阻燃剂与高聚物相容性差，使高聚物的物理机械性能、电性能和绝缘性能下降，尤其是拉伸强度、抗冲击强度大幅度下降，导致工程上难于应用。膨胀型阻燃剂的易吸潮，各组分之间易发生醇解，导致阻燃高聚物抗水性下降。膨胀型阻燃剂的相对分钟量低，使材料的热稳定性变差，抗迁移性和相容性差，最终导致阻燃产品的物理机械性能和外观性能差。