阻燃材料UL标准测试(3)

溴系阻燃剂具有降低OH˙自由基浓度的能力。含溴阻燃剂在火焰中受热分解释放出自由基Br˙，与燃烧产物反应在物反应生成HBr，HBr又与反应活性很强的OH˙作用，生成Br˙，这种反复循环作用，不断消耗，降低OH˙的浓度，从而抑制了燃烧反应的进程。同时HBr比空气重，覆盖在燃烧表面，大大减低了树脂与外界的接触面积，这样Br˙自由基就成了燃烧过程中链锁反应的“负催化剂”，这种负催化剂作用是卤素自由基所特有的，尤其溴的这种作用最为明显。

许多研究表明，卤素有机化合物的耐火效应，是按照碘、溴、氯、氟的次序依次降低的。但实际上，碘化物不稳定，且货源短缺，未被实际应用。氯与氟的化合物的阻燃效果皆不如溴。溴的阻燃效能一般比氯高

2.5-4倍，这是因为在结构上，H-Br结合强度比H-Cl大些，故含溴化合物阻燃效果大于同类含氯化合物。另外，溴系阻燃剂毒性低，溴碳键比相应的氯碳键弱，受热易分解，在环境中残留少，这此因素使溴化物成为首选的的卤素类阻燃剂。

含溴无机阻燃剂只有溴化铵等，溴化铵具有较高的阻燃效果，这是由于氨的存在，增加了气相中不燃气体的比例，因而目前应用较为广泛。

4.2.2 氯系阻燃剂

有机氯阻燃剂的作用机理与有机溴阻燃剂相似，但不如溴系阻燃剂那样高效，通常与氧化锑一起配合使用，氯桥酸酐（HET酸）是一种反应型阻燃剂，环氧氯丙烷也可以作为反应单体制作含氯透明阻燃树脂。氯化石蜡是氯系阻燃剂的主要品种。按氯含量不同可分为50-70号不同品种。现在一般氯化石蜡以70号为主，氯化石蜡兼有阻燃和增韧功能。

氯-锑的协同效果十分明显，当树脂中氯含量在10%以上，Sb：Cl之比为1：2时，这样的配合会产生最佳协同效果。

表3 常用氯系阻燃剂

4.2.3磷系阻燃剂

磷化合物的阻燃效果相当大，燃烧时生成的偏磷酸可聚合成稳定的多聚态，成为保护层。隔离氧气。促进树脂碳化，当磷与卤素共存时，效果更大。两者反应生成的卤化磷具有较大的蒸汽密度。可冲淡氧气和可

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燃气体的浓度。同时产生的卤化氢又可捕捉自由基。磷系阻燃剂主要有含卤磷酸酯和非卤磷酸酯。含卤磷酸酯具有挥发性低、无色、无臭、耐水解性等特点，但耐热差；非卤磷酸酯耐热性好，具具有增韧性。 表4 常用的磷系阻燃剂

4.2.4 无机阻燃剂

表5 常用无机阻燃剂

氧化锑本身不含阻燃元素，当同含卤阻燃剂并用时，就会产生很大的协效作用。常用的氧化锑主要有三氧化二锑和五氧化锑，加入三氧化二锑不易挥发，有长期耐热的特点，缺点是在燃烧时产生大量黑烟。且制品不透明，五氧化锑常被加工成胶状体，是一种半透明不沉淀的液体，广泛应用于塑料加工。

硼酸锌作为一种有效的成炭物和烟雾抑制剂正在逐步被子人们认可。硼酸锌价格较低，而且具有半透明性。由于含有5个结晶水，因此在燃烧时可以减少发烟量，是一种很强的成炭促进剂，在树脂中含有脂肪烃卤素阻燃剂时呈现出良好的抑烟性能。硼酸锌能与三水合氧化铝合作呈现出极强的协效性。硼酸锌的折光率与大多数聚合物的折光率相同，可以使制品具有较好的透明度。硼酸锌还可以改善电气性能，具有抗电弧性，当结晶水在高温下释放时，可对电弧起分散作用和冷却作用。所生成的无水硼酸锌经历了玻璃化作用后，呈现出优良的电绝缘性。

三水和氧化铝（氢氧化铝）的应用占无机阻燃剂的80%以上，主要用于热固性树脂，单独使用氢氧化铝，填充量要在60%以上具有阻燃效果，这样大的增充量大大降低树脂的流动性。因此氢氧化铝常与磷酸酯、氧化锑、卤素阻燃剂并用。氢氧化镁是氢氧化铝的有效代用品，是性能极佳的阻燃剂，尤其是这两种物质可以做为抑烟剂而起协效作用。这种复合阻燃剂具有散热迅速，降低可燃性，阻止明火产生，汽化热大，少烟及燃烧产物毒性小的特点。中国树脂在线

4.2.5膨胀防火涂料

美国大湖化学公司开发的一种阻燃剂，系含磷化合物（CN-1197阻燃剂）。在燃烧过程中能促使聚合物表面形成膨胀型碳化层，具有优良的阻燃性能，发烟量低，并能保持极好的物理性能，可添加在不饱和聚酯树脂中，所制得的制品能达到低烟阻燃性能。

膨胀性防火涂料是指这类涂料在火焰高温的作用下，能迅速膨胀产生大量隋性气体和形成低导热的不燃性泡沫层，起到隔绝氧气的作用而达到阻燃的目的。

其基本原理是以树脂为基体，添加在火焰中受热膨胀的阻燃剂及膨胀添加剂。例如：CN-1197阻燃剂，常用的膨胀剂有硼砂、滑石粉等，这些物质遇火膨胀并形成不燃保护层，再配以其它无机阻燃剂如硼酸锌、氢氧化铝等，可以起到优良的阻燃低烟效果。在膨胀涂层配方中，还可以配有双氰胺

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等在加热时能放出大量氮气而可做为发泡剂使用。

阻燃不饱和聚酯树脂 燃烧与阻燃剂的阻燃机理 选择

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作者：内详 文章来源： 点击数：

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在不饱和聚酯树脂中，用不同的方法加入不同的阻燃剂，制成阻燃型不饱和聚酯树脂，可以达到抑制火蔓延、阻止燃烧、离火自熄的目的。阻燃型不饱和聚酯树脂一般可分为两大类：一类为添加型阻燃树脂，即在不饱和树脂中以物理混合的方式加入添加型阻燃剂，这是目前应用最广泛的一类阻燃树脂；一类为反应型阻燃树脂，即用反应型阻燃剂在聚酯缩聚反应过程中作为反应单元结合到不饱和聚酯分子链中，这类阻燃树脂经常应用在对性能要求较高的制品上。以上是两种常见的阻燃树脂类型，最近用不饱和树脂研制膨胀型防火涂料，应是阻燃不饱和聚酯树脂的新类型。

1.燃烧与阻燃机理

1.1燃烧机理

不饱和聚酯树脂同许多高聚物一样，属热分解性物质，当受到一定的热量作用便发生降解，造成链降解或链断裂，结果产生可燃的碳氢化物气体如苯乙烯、二聚苯乙烯等，除此之外，还有非挥发性的残渣，随着可燃气体分子的外逸，树脂本体上留下了许多孔穴，空气中的氧气立刻补充入内，树脂在氧的作用下继而发生氧化降解，并释放出热能，树脂基体温度上升，随着外界幅射热的被吸收和氧化降解作用的加强，反应不断向内部发展，当这种效应达到一定程度，即遇到外界火源，或是基本温度聚积到临界温度，必然引起燃烧现象的发生。可燃物质、温度、氧气即为燃烧的三要素，三者缺一，火焰就会熄灭。其反应历程如下：

1.2 阻燃理论

不饱和聚酯树脂的阻燃，主要解决以下问题：

（1） 使树脂点燃困难，点燃时间延长

（2） 树脂一旦着火，可以离火自熄。

（3） 燃着时不产生或很少产生烟雾和有毒气体。

树脂的阻燃是通过改变聚酯的组成和结构，或是向树脂中引入含不燃元素的阻燃剂，使树脂在高温下分解出含有不燃元素的挥发性气体，高沸点液体等等，切断一个或数个烘烤烧条件，改变树脂裂解历程，破坏62 更新时间：2006-4-21

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树脂分解状态，达到使树脂点燃困难、离火自熄、阻止燃烧的目的。

阻燃剂通常为含不燃元素的化合物，包括卤族元素——碘、溴、氟等的化合物，还可采用磷及含磷化合物，锑、硼的氧化物及其盐、水合氧化铝、水合氧化镁等。

不饱和树脂含有卤素时，点燃温度可以从原来的375℃左右提高到465℃左右，完全分解温度在5 …… 此处隐藏：2845字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……