您好!欢迎来到广东聚石化学股份有限公司官网!                                                                                                                        English

广东聚石化学股份有限公司LOGO

22年专注无卤环保阻燃塑料生产厂家

全国咨询热线:400-8383-299
聚石化学-阻燃塑料问答banner图
您的位置: 网站首页 > 阻燃塑料问答 > 各类阻燃剂对应的阻燃机理
各类阻燃剂对应的阻燃机理
发布时间:2021.01.22
信息摘要:
​阻燃剂主要包含以下三类:无机阻燃剂、卤系阻燃剂、有机阻燃剂。那么,这三类阻燃剂对应的阻燃机理是怎样的呢?本篇为您逐一剖析:

阻燃剂主要包含以下三类:无机阻燃剂、卤系阻燃剂、有机阻燃剂。那么,这三类阻燃剂对应的阻燃机理是怎样的呢?本篇为您逐一剖析:


1)无机阻燃剂


①氢氧化铝、氢氧化镁
在适当的高温下分解,并吸收大量的热量,所生成的水蒸气又可稀释空气中的氧气,因此,可延缓聚合物的热降解速度,抑制聚合物的燃烧,促进碳化、抑制烟雾的形成:


060-01无机阻燃剂(氢氧化铝、氢氧化镁)阻燃机理

 

②硼酸锌
硼酸锌(2ZnO•3B2O3•7H2O或2ZnO•3B2O3•3.5H2O)可同时在凝聚相和气相发挥阻燃作用。
硼酸锌在火焰作用下可吸热熔化、分解产生水蒸气,并形成玻璃态的包覆层,同时可促进聚合物成碳,同时具有冷却、稀释和覆盖阻燃功能;
当将硼酸锌与卤系阻燃剂并用或用于含卤聚合物时,在聚合物燃烧条件下可生成卤化锌、卤化硼蒸气,它们可在气相捕获活性自由基,发挥气相阻燃作用。
 

 

2)卤系阻燃剂


①单独使用

卤系阻燃剂单独使用时,主要在气相发挥阻燃作用。它们在高温下分解生成的卤化氢可捕获聚合物燃烧反应中的活性HO•、O• 、H• 自由基,生成活性较低的卤素自由基,从而减慢或终止气相燃烧自由基反应,达到阻燃的效果:
HX+H•→ H2+X•
HX+O•→ HO•+X•
HX+HO•→ H2O+X•

此外,卤化氢还具有稀释空气中的氧、覆盖于材料表面隔绝空气而减慢聚合物燃烧速度的功效。


②卤-锑并用
Sb2O3单独使用时不具有阻燃作用,但与卤系阻燃剂并用时具有显著的协同效应。这是因为,在高温下,Sb2O3能与卤化氢反应生成卤氧化锑(SbOCl)和三卤化锑(SbX3),而SbOCl可在很宽的温度发生分步分解反应:

 060-02卤-锑并用阻燃剂机理

产物SbOCl和SbX3具有如下所述的多方面阻燃作用:
a. 卤氧化锑的分解为吸热反应,可有效降低材料的温度和分解速度;
b. 密度较大的SbX3蒸气能较长时间停留在燃烧区,起到稀释和覆盖作用;
c. 液态及固态SbX3微粒的表面效应可降低火焰能量;
d. 促进固相和液相的成碳反应,而相对减缓生成可燃气体的聚合物热分解和氧化反应,且生成的碳层可阻止可燃气体扩散进入火焰区,并保护下层材料免遭破坏;
e. SbX3在燃烧区内捕获维持燃烧链式反应的活性自由基,改变气相燃烧反应模式,减小反应放热而使火焰猝灭;

060-03卤系阻燃剂的阻燃作用1


f. SbX3还可缓慢分解生成卤素自由基,捕获维持燃烧链式反应的活性自由基,因而可维持较持久的阻燃功能;


060-04卤系阻燃剂的阻燃作用2


g. 在燃烧区,Sb可与氧自由基反应锑氧自由基,捕获气相中的H•和 HO•,而产物水的生成,也有助于使燃烧停止和火焰自熄。

060-05卤系阻燃剂的阻燃作用3


 

3)有机磷系阻燃剂

有机磷系阻燃剂可同时在凝聚相和气相发挥阻燃作用,但可能以凝聚相为主。应该注意的是,有机磷系阻燃剂的阻燃机理可因其结构、聚合物类型及燃烧条件的不同而存在一定的差异。


①凝聚相阻燃机理
有机磷系阻燃剂在聚合物受热被引燃时,首先分解为磷酸,磷酸脱水生成偏磷酸,偏磷酸聚合生成聚偏磷酸。这些磷酸沸点较高,可形成粘稠状液态膜,并对含氧聚合物的脱水成碳具有高效的催化作用,可促使聚合物表面形成石墨状焦碳层。


粘稠状(多)磷酸液态膜和表面焦碳层的形成可发挥良好的阻燃效果:


a. 焦碳层难燃、隔热、隔氧,可使传至材料表面的热量减少、热分解减缓;

b. 含氧聚合物的脱水系吸热反应,且所产生的水蒸气又能稀释氧和可燃气体;

c. (多)磷酸液态膜覆盖于焦碳层表面,降低了焦碳层的透气性并保护了焦碳层不被继续氧化。
由于磷的含氧酸只对含氧聚合物的脱水具有较好的催化作用,因此有机磷系阻燃剂主要用于纤维素、环氧树脂、聚氨酯及聚酯等含氧聚合物的阻燃。

 

②气相阻燃机理
有机磷系阻燃剂热解形成的气态产物中含有PO•,它可捕获H•和HO•,从而抑制燃烧链式自由基反应:
 

060-06有机阻燃剂阻燃机理

 


广东聚石化学股份有限公司是一家拥有21年销售、研发及生产经验的改性塑料企业,具备年产10万吨改性塑料的生产能力,拥有环保改性聚烯烃材料、改性工程塑料、改性弹性体材料和功能母粒等200多个牌号的产品。产品均通过IATF16949质量管理体系认证、通过美国UL认证,符合欧盟委员会RoHs标准;且广泛应用于汽车、智能家电、灯饰、环保电缆、OA设备、通信电子、卫材塑料、电视机、涂料等行业。

聚石化学自成立以来,每年都承担了多个省市区级科技计划项目,目前拥有国内外多项阻燃材料核心技术的发明专利。一直致力于无卤阻燃环保阻燃材料产业的发展,并通过全球化的经营实现了从内销主导到外销兼顾的产业转变,通过技术创新和产品创新不断使产品保持高技术含量和高附加值。

欢迎大家咨询、选购!全国咨询热线:400-8383-299

联系聚石

  • 全国咨询热线:400-8383-299
  • 客服QQ:2822552191
  • 邮箱:jssales@polyrocks.com
  • 地址:广东省清远市清城区高新技术开发区雄兴工业城B6
  • 销售客服微信:聚石客服微信二维码
销售客服二维码
客服二维码

二维码

咨询热线
400-8383-299
网站首页
返回顶部