第三章-阻燃劑課件

第三章阻燃原理和技術(shù)內(nèi)容簡介聚合物材料阻燃的基本原理阻燃劑的分類及其作用原理不同聚合物基體的阻燃處理方法和加工技術(shù)阻燃聚合物材料的主要應(yīng)用防火保護基本原理及加工技術(shù)阻燃劑的發(fā)展趨勢環(huán)境友好的阻燃納米復(fù)合材料第一節(jié)聚合物阻燃基本原理聚合物材料具有潛在的火災(zāi)危險性，包括熱災(zāi)害（燃燒釋放的熱量）和非熱災(zāi)害（煙氣和毒性）?；馂?zāi)中因窒息和煙氣中毒造成的人員傷亡可占火災(zāi)總傷亡人數(shù)的50—80％。減少聚合物熱和非熱災(zāi)害－－阻燃技術(shù)－－根本聚合物材料在火災(zāi)中的危險性聚合物燃燒示意圖1、基本概念阻燃，實質(zhì)上是延緩、抑制燃燒的傳播，減少熱引燃出現(xiàn)的概率，是一種從根本上抑制、消除失控燃燒的技術(shù)。阻燃技術(shù)就是采用合適的化學物質(zhì)（阻燃劑、改性劑）或合成技術(shù)（引入阻燃結(jié)構(gòu)單元）從本質(zhì)上改變聚合物材料的熱物理和化學性質(zhì)而使其成為火災(zāi)惰性材料，或者為材料本身提供外在隔熱隔氧保護層而使其免于發(fā)生燃燒的一系列科學方法與手段。（1）評價材料燃燒行為的主要參數(shù)被引燃的難易程度；火焰?zhèn)鞑ニ俣?，即火焰沿材料表面的蔓延速度；耐火性，即火穿透材料?gòu)件的速度；熱釋放速率，即材料燃燒時放出的熱量的速度；自熄的難易程度；生煙性，包括生煙量，煙的釋放速度和煙的組成；有毒氣體的生成，包括氣體量，釋放速率及組成；（2）主要的阻燃技術(shù)直接向聚合物基體添加各種阻燃劑；將阻燃元素通過化學反應(yīng)引入聚合物分子；材料表面涂層的阻燃技術(shù)；接支交聯(lián)和反應(yīng)擠出技術(shù)；納米復(fù)合等技術(shù)。（3）阻燃劑基本概念定義：用以提高材料抗燃性即阻止材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?。對理想阻燃劑的主要要求是：阻燃效果好，價格低廉；不產(chǎn)生或少產(chǎn)生有毒煙氣；滿足不同級別要求，具有專用性；與聚合物基體的相容性良好。（4）阻燃劑的種類無機阻燃劑，包括氫氧化鋁（ATH）、氫氧化鎂（MH）、多聚磷酸銨（APP）和紅磷（RP）；含鹵阻燃劑，主要是溴系和氯系；有機磷阻燃劑，主要是磷酸酯，其中可能包含溴或氯；氮系阻燃劑，包括三聚氰胺及其衍生物等三嗪系，用于有限幾種聚合物；硅系阻燃劑，尚不多見。其中，ATH、溴系阻燃劑（BFRs）和有機磷系阻燃劑占據(jù)阻燃市場主要份額，三聚氰胺（MA）等小品種阻燃劑占有份額較少，但增長速率很快。（5）阻燃原理采用一種特殊的化合物而產(chǎn)生“冷源”，這種化合物的分解過程是高吸熱的，并且放出非燃燒性的揮發(fā)性產(chǎn)物（如ATH或MH）；通過熔融滴落來促進燃燒聚合物表面熱量和材料的散失；H?和OH?游離基是火焰中延續(xù)燃燒過程的最活潑的物質(zhì)，通過釋放出消除H?和OH?游離基的化學物質(zhì)而抑制火焰（如鹵化氫、金屬鹵化物和部分含磷物質(zhì)）；通過在燃燒聚合物的表面產(chǎn)生一絕緣炭層來限制通過相界面的傳熱和傳質(zhì)過程（如膨脹結(jié)炭）；改進聚合物的熱解機理或速率來降低揮發(fā)物的可燃性，這種方法主要取決于聚合物的化學結(jié)構(gòu)。（6）阻燃機理阻燃劑必須能夠在燃燒過程特定環(huán)節(jié)（如加熱、熱解、點燃或火焰蔓延）對燃料、能量和氧氣之中的任一或全部要素產(chǎn)生干涉作用才能產(chǎn)生阻燃效果。阻燃劑的具體干涉模式和效應(yīng)即構(gòu)成阻燃機理。材料的阻燃性常通過氣相阻燃、凝聚相阻燃或其它阻燃機理實現(xiàn)。但燃燒和阻燃都是十分復(fù)雜的過程，涉及很多影響和制約因素，很難將某一阻燃體系的阻燃機理嚴格劃分為某一種，實際上很多阻燃體系同時以幾種阻燃機理起作用。一、氣相阻燃原理在氣相中使燃燒中斷或延緩鏈式燃燒反應(yīng)的阻燃作用。1、阻燃材料受熱和燃燒時能產(chǎn)生自由基抑制劑，從而使燃燒鏈式反應(yīng)中斷。應(yīng)用廣泛的鹵－銻協(xié)同體系主要按此機理產(chǎn)生阻燃作用。鹵－銻協(xié)同體系的阻燃機理是在高溫下三氧化二銻（AO）能與鹵（氯）化氫反應(yīng)生成三鹵（氯）化銻或鹵（氯）氧化銻，而鹵（氯）氧化銻又可在很寬的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)分解為三鹵（氯）化銻。鹵－銻系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)主要來自三鹵化銻三鹵化銻蒸氣能較長時間停留在燃燒區(qū)，可稀釋可燃性氣體，且三鹵化銻蒸氣密度大，覆蓋在聚合物表面，可起到隔熱隔氧的作用（“毯子”效應(yīng)）?！疤鹤印毙?yīng)的隔氧作用對抑制聚合物的熱裂解和燃燒是非常有效的，因為氣相引燃通常是在鄰近凝聚相的可燃物－空氣混合物中發(fā)生的，而氧氣進入凝聚相的速度可能會影響聚合物的裂解速度；鹵氧化銻的分解為吸熱反應(yīng)，可有效降低被阻燃材料的溫度和分解速度；液態(tài)及固態(tài)三鹵化銻微粒的表面效應(yīng)可降低火焰能量；三鹵化銻能促進凝聚相的成炭反應(yīng)，而相對延緩生成可燃氣體的聚合物的熱分解和氧化分解，且生成的炭層可阻止可燃氣體逸入火焰區(qū)，并保護下層材料免遭破壞；三鹵化銻在燃燒區(qū)內(nèi)可按如下反應(yīng)式與氣相中的自由基反應(yīng)，改變氣相中的反應(yīng)模式，減少反應(yīng)放出熱量而使火焰淬滅；三鹵化銻分解也會緩慢地放出鹵素自由基，后者又按如下反應(yīng)式與氣相中的自由基（如H?）結(jié)合，因而能較久地維持阻燃效果。反應(yīng)式中的M是吸收能量的物質(zhì)。在燃燒區(qū)中，氧自由基可與銻反應(yīng)生成氧化銻，后者會捕獲氣相中的H?和OH?,而產(chǎn)物水的生成也有助于使燃燒停止和火焰自熄。反應(yīng)式如下：綜上所述，鹵－銻協(xié)效體系的阻燃主要在氣相中進行，但也兼具凝聚相阻燃作用。純聚合物和鹵系阻燃聚合物不同的燃燒過程如圖2、阻燃材料受熱或燃燒時釋放出大量惰性氣體或高密度蒸氣，前者可稀釋氧和氣態(tài)可燃產(chǎn)物，并降低此可燃氣體的溫度，致使燃燒終止；后者則覆蓋于可燃氣體上，隔絕它與空氣的接觸，因而使燃燒窒息。3、阻燃材料受熱或燃燒時生成細微粒子，它們能促進自由基相互結(jié)合以終止鏈式燃燒反應(yīng)。通過中斷自由基氧化過程中的鏈增長步驟可以達到火焰自熄，由聚合物熱降解和熱氧化產(chǎn)生的H?和OH?自由基是最活潑的鏈增長自由基，例如碳氫火焰中的氧是以支化反應(yīng)的形式被消耗的。而由CO至CO2的高放熱氧化反應(yīng)是由OH?自由基產(chǎn)生的。4、阻燃材料受熱或燃燒時產(chǎn)生的非可燃性產(chǎn)物稀釋可燃性揮發(fā)產(chǎn)物，這種稀釋降低了放熱氧化反應(yīng)的速率、增加了被加熱的由氧化反應(yīng)生成的氣體體積、降低了火焰溫度、降低了向聚合物的傳熱速率，從而造成聚合物降解速率低于自維持燃燒循環(huán)值。如ATH受熱分解會產(chǎn)生水蒸氣。無論在哪種燃燒理論的基礎(chǔ)上進行聚合物的阻燃設(shè)計，主要立足在三個方面：（1）阻隔降溫；（2）終止燃燒的連鎖化學反應(yīng)；（3）切斷熱源。鹵系阻燃劑的阻燃機理正好是這三者的結(jié)合，少量使用就能賦予塑料很好的阻燃效果，使之成為目前應(yīng)用最多、最廣泛，而且是最有效的阻燃劑。二、凝聚相阻燃原理這是指在凝聚相中延緩或中斷阻燃材料熱分解而產(chǎn)生的阻燃作用。下述幾種情況的阻燃均屬于凝聚相阻燃。1.阻燃劑在凝聚相中延緩或阻止可產(chǎn)生可燃性氣體和自由基的熱分解。在聚氯乙烯（PVC）中起阻燃抑煙作用的三氧化鉬（MoO3）就是此類阻燃劑。2.阻燃材料中添加大比熱容的無機填料，通過蓄熱和導(dǎo)熱使材料不易達到熱分解溫度。3.阻燃劑受熱分解吸熱，使阻燃材料溫升減緩或中止，如工業(yè)上大量使用的氫氧化鋁（ATH）及氫氧化鎂（MH）。4.阻燃材料燃燒時在其表面生成多孔炭層，此炭層難燃、能隔熱、隔氧，又可阻止可燃氣體進入燃燒氣相，致使燃燒中斷。膨脹型阻燃劑（IFR）即按此機理阻燃。

膨脹性阻燃劑主要由三部分組成：酸源（主要有磷酸（H3PO4）、硫酸（H2SO4）、硼酸（H3BO3）以及它們的銨鹽、聚磷酸銨（APP）、烷基磷酸酯、鹵芳基磷酸酯、鹵烷基磷酸酯等）、碳源（如淀粉、糊精、山梨糖醇、季戊四醇（PER）及其二聚或三聚體、酚醛樹脂、羥甲基三聚氰胺等）和氣源（脲、脲醛樹脂、雙氰胺、三聚氰胺（MA）、聚磷酸三聚氰胺等）。（1）無機酸或加熱到100~250oC時能形成酸的物質(zhì)，主要起脫水作用。目前多以磷系化合物為主；（2）多羥基富炭化合物，主要在脫水后起結(jié)炭作用；（3）有機胺或氨化物，主要起發(fā)泡作用。整個過程如圖3-2所示：脫水劑炭源酸源含炭熔融物氣源催化成炭不燃氣體多孔炭層膨脹型阻燃劑作用示意圖添加膨脹型阻燃劑的聚合物在受熱燃燒時在表面生成一層多孔的保護炭層，如圖。圖多孔保護炭層示意圖三、其它阻燃機理（1）中斷熱交換阻燃機理這是指將阻燃材料燃燒產(chǎn)生的部分熱量帶走，致使材料不能維持熱分解溫度，因而不能持續(xù)產(chǎn)生可燃氣體，于是燃燒自熄。例如，當阻燃材料受強熱或燃燒時可熔化，而熔融材料易滴落，因而將大部分熱量帶走，減少了反饋至本體材料的熱量，致使燃燒延緩，最后可能中止燃燒。所以，易熔融材料的可燃性通常都較低，但滴落的灼熱液滴可引燃其他物質(zhì)，增加火災(zāi)危險性。（2）隔離膜機理在高溫下，有的阻燃劑可以在聚合物表面形成一層隔離膜，隔絕了空氣，從而起到阻止熱傳遞、降低可燃性氣體釋放量和隔絕氧的作用，從而達到阻燃目的。阻燃劑形成隔離膜的方式有兩種：一是利用阻燃劑的熱降解產(chǎn)物促進聚合物表面迅速脫水炭化，進而形成碳化層。由于單質(zhì)炭不進行產(chǎn)生火焰的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒，因此具有阻燃保護效果。含磷阻燃劑對含氧聚合物的阻燃作用就是通過這種方式實現(xiàn)的；二是某些阻燃劑在燃燒溫度下分解生成不揮發(fā)的玻璃狀物質(zhì)，包覆在聚合物表面，這種致密的保護層起到了隔離膜的作用，從而把空氣遮斷達到阻燃的目的。硼系及鹵化磷系阻燃劑具有類似特征。（3）稀釋阻燃機理多數(shù)阻燃劑在燃燒溫度下都能釋放出如H2O、CO2、NH3、N2、HX等不燃性氣體，這些氣體組分在氣相中沖淡了氧濃度，使之降低到著火極限以下，起到氣相阻燃效果。另外，無機類阻燃劑不揮發(fā)，填充量大，一定程度上可稀釋固相中可燃性物質(zhì)的濃度，從而提高了制品的難燃性。氣體的阻燃性次序是：N2>CO2>SO2>NH3，其中N2的阻燃效果最好。（4）冷卻阻燃機理阻燃劑發(fā)生吸熱脫水、相變、分解或其它吸熱反應(yīng)，降低聚合物表面和燃燒區(qū)域的溫度，防止熱降解，進而減少可燃性氣體的揮發(fā)量，最終破壞維持聚合物持續(xù)燃燒的條件，達到阻燃目的，ATH，MH及硼酸類無機阻燃劑頗具代表性。（5）自由基捕獲機理通常，在聚合物燃燒過程中，大量生成的自由基促進氣相燃燒反應(yīng)，若能設(shè)法捕捉并消滅這些自由基，切斷自由基鏈鎖反應(yīng)，就可以控制燃燒，進而達到阻燃的目的。鹵系阻燃劑的阻燃機理就屬此類，也可歸為氣相阻燃機理。特定阻燃物質(zhì)的阻燃機理非常之多，彼此相互交錯。一種阻燃劑并不局限于一種阻燃機理，常常表現(xiàn)出幾種作用機理的綜合反應(yīng)。同時發(fā)揮阻燃劑的協(xié)同作用，即兩種或兩種以上的阻燃劑并用時，效果大大增強，大于它們單獨使用時阻燃效果的總和，或者一種阻燃物質(zhì)單獨使用時并無明顯的阻燃作用，但能顯著加強另一種阻燃劑的效果，如磷－氮、鹵－銻體系等。其它幾種典型無鹵協(xié)同阻燃體系磷硅協(xié)同阻燃體系硅膠－碳酸鉀阻燃體系（一）磷硅協(xié)同阻燃體系磷系阻燃劑包括無機磷系阻燃劑和有機磷系阻燃劑兩大類。無機磷系阻燃劑主要包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸銨等，穩(wěn)定性好，不揮發(fā)，不產(chǎn)生腐蝕性氣體，阻燃效果持久，毒性較低。有機磷系阻燃劑主要包括對磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、磷雜環(huán)化合物、縮聚磷酸酯和有機磷酸鹽等。磷系阻燃劑與鹵系相比，毒性較低，分解產(chǎn)物的腐蝕性和毒性也較小，對提高高分子材料的綜合性能也有十分重要的作用。磷系阻燃機理分為三類：強脫水性，磷系阻燃劑高溫燃燒時的生成磷酸或聚磷酸，容易在燃燒物表面形成高粘度的熔融玻璃質(zhì)和致密的炭化層，使基質(zhì)與熱和氧隔絕開來。捕獲游離基。在燃燒中分解生成PO·或者HPO·等游離基，在氣相狀態(tài)下捕捉活性H·游離基或OH·游離基。促進燃燒物表面形成多孔質(zhì)的發(fā)泡炭化層，隔斷熱和氧。每種磷系阻燃劑的阻燃機理都是由這三類組合，共同產(chǎn)生阻燃效果。硅系阻燃劑按組成結(jié)構(gòu)可分為無機硅和有機硅阻燃劑。無機硅主要為SiO2，兼有補強和阻燃作用，其阻燃機理是，燃燒時形成SiO2覆蓋物，起到絕熱和屏蔽雙重作用。有機硅阻燃劑主要有硅油、硅樹脂、硅橡膠及有機硅烷醇酰胺等。有機硅系阻燃劑高效，低毒，無污染，發(fā)煙少，對樹脂的使用性能影響小，阻燃性能優(yōu)異因而倍受重視。其阻燃機理是：當高分子材料燃燒時，有機硅分子中的一Si—O鍵形成一Si—C鍵生成的白色燃燒殘渣與炭化物構(gòu)成復(fù)合無機層，可以阻止燃燒生成的揮發(fā)物外逸，阻隔氧氣與基質(zhì)接觸防止熔體滴落，從而達到阻燃的目的。磷/硅協(xié)同阻燃體系有兩類：磷系化合物與硅系化合物復(fù)配的阻燃劑阻燃劑化合物本身含有磷及硅元素當磷/硅阻燃劑使用時，在高溫下，磷會催化促成炭的形成，而硅則增加這些炭層的熱穩(wěn)定性，從而發(fā)揮磷/硅協(xié)同阻燃效果，并且，用硅氧烷代替硅烷時，磷/硅的阻燃協(xié)同作用得到進一步加強，因為硅氧烷降解形成的層狀二氧化硅阻止了炭層的氧化，從而提高了炭層的穩(wěn)定性。目前國外已商品化的硅阻燃劑主要有美國GE公司SFR－100樹脂和美國DowComing公司的D.C.RM系列硅樹脂微粉改性劑。SFR－100與聚磷酸銨、季戊四醇配合，低的添加量就可滿足聚烯烴阻燃和抑煙的要求。填充SFR－100，PP的熱穩(wěn)定溫度可提高10℃左右，從而可以克服熔融加工中的氣泡問題。研究表明，SFR－100可以改善聚合物的常溫和低溫沖擊性、加工性、表面光澤和顏色。加入含10％的SFR-100復(fù)合阻燃劑可達到阻燃性、流動性和機械性能的最佳平衡。（二）硅膠－碳酸鉀阻燃體系硅膠一碳酸鉀阻燃劑是一種凝聚相阻燃劑，它通過形成膨脹型炭化層，在凝聚相起阻燃作用，該阻燃劑能夠明顯降低聚丙烯、纖維素、聚乙烯、尼龍66、PS等高分子的燃燒性能，且不會增大其一氧化碳及煙氣的生成量。炭層迅速增加的原因可能是化學催化或物理作用，較為合理的解釋是硅膠分子的氣孔效應(yīng)。硅膠和碳酸鉀阻燃機理

（1）硅氧碳(Si－O－C)型保護炭層理論將多羥基聚合物(如聚乙烯醇、纖維素)與硅膠－碳酸鉀混合，凝聚相中聚合物基體與添加劑發(fā)生作用，結(jié)果使基體交聯(lián)降解，最終形成Si－O－C型炭層結(jié)構(gòu)（如右圖）。該結(jié)構(gòu)固化了大部分的碳元素，隔斷了熱量的傳播，從而發(fā)揮阻燃作用。此理論僅適于解釋有羥基的聚合物。

（2）硅酸鉀玻璃狀物層理論這種理論認為硅酸、碳酸鉀添加劑是在燃燒過程生成了硅酸鉀玻璃狀物質(zhì)而起阻燃作用。在早期的阻燃研究當中，硅被認為是一種有效的阻燃元素，但在725度的高溫下，才可能生成玻璃狀物質(zhì)，若是有鈉鹽存在，形成溫度就會降低到400一500度。普通的高聚物燃燒溫度一般均在1000度以上，因此，在燃燒過程中，硅酸與碳酸鉀發(fā)生了反應(yīng)，生成了硅酸鉀玻璃狀物質(zhì)，覆蓋于基體上，充當保護層，阻擋反應(yīng)區(qū)內(nèi)外物質(zhì)的交換以及燃燒能量向基體的輻射。（3）碳酸鉀催化成炭機理Weilet在研究苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)的阻燃中發(fā)現(xiàn)碳酸鉀對其中的丁二烯官能團有堿性催化或氧化作用，它可促進ABS的交聯(lián)成炭，由此發(fā)揮阻燃作用。此機理可解釋熱解過程中產(chǎn)生烯屬凝聚態(tài)產(chǎn)物的共聚物（如聚乙烯醇、纖維素等）。（4）氣孔效應(yīng)理論硅膠的氣孔效應(yīng)降低了高分子燃燒性能。硅膠是將半凝固狀態(tài)，軟而透明，且富有彈性的硅酸凝膠充分洗滌、干燥脫水后形成的，是一種多孔型固體，具有良好的吸附作用。氣孔效應(yīng)理論存在兩種解釋：大容量的硅膠氣孔容納了較多的高聚物分子，例如：聚丙烯PP在溶解的情況下，分子質(zhì)量處于Mw300000g/mol與Mn90000g/mol之間的聚丙烯PP高分子回轉(zhuǎn)半徑約為70納米(在熔化情況的下測量值會更小)，而一般大氣孔容量的物質(zhì)氣孔直徑平均為28納米，且由于氣孔的廣泛分布，絕大部分氣孔可以捕捉或拖延熱分解產(chǎn)物的擴散。硅膠充當了增稠劑。它增加了高聚物熱解熔融物的粘性，熔融物的粘性越高，越能阻擋熱分解的變化，從而達到降低質(zhì)量損失率的目的。第二節(jié)阻燃劑分類及其作用原理一、基本概念1、阻燃元素：具有阻燃作用的元素。元素周期表中第V族的N、P、As、Sb、Bi、第VII族的F、Cl、Br、I和B、Al、Mg、Ca、Zr、Sn、Mo、Ti等的化合物。常用的是Br、Cl、P、Sb、Zn、Cu、Mg、Al、N等元素的無機物和有機物。元素周期表中起阻燃作用的元素1IIAIIIAIVAVAVIIA2BeBCNF3MgIVBVIBIBIIBAlSiPCl4GaTiCrCuZnGaGeAsBr5SrZrMoAgCdInSnSbI6BaHfWAuHgTlPbBiAt7RaRfSq2、阻燃劑類型若這些元素是以化學鍵的形式結(jié)合到聚合物鏈上的，稱為反應(yīng)型阻燃劑；若摻混在聚合物中，則稱為添加型阻燃劑。添加型阻燃劑分為無機和有機阻燃劑。阻燃劑反應(yīng)型添加型氯化物溴化物磷化物無機阻燃劑有機阻燃劑紅磷和磷酸酯銻化合物硼化合物氫氧化鎂氫氧化鋁鋯化合物鉍化合物氨基磷酸酯硼系鹵系氮系磷系氯化物溴化物雙氰胺磷酸酯類聚磷酸酯類不含鹵類含鹵類阻燃劑的類型阻燃劑的主要應(yīng)用阻燃劑名稱主要應(yīng)用氫氧化鋁（ATH）電線電纜材料（如PVC、XLPE、EVA、EPDM）、各類不飽和聚酯材料，以及三元乙丙橡膠和各類建筑材料。氫氧化鎂（MH）電線、電纜材料（如PVC、XLPE、EVA、EPDM）、各類不飽和聚酯材料、以及三元乙丙橡膠和各類建筑材料、裝飾材料。微膠囊化紅磷（MRP）用于PET、PC、PBT、PE、PA、PP、EVA等熱塑性樹脂及環(huán)氧、酚醛、不飽和聚酯、順丁橡膠、乙丁橡膠、化纖制品的阻燃。聚磷酸銨（APP）聚磷酸銨應(yīng)用廣泛，可適用于塑料（PP,PE,PVC等）、聚脂、橡膠、各種高檔膨脹型防火涂料、丙烯酸乳液等。十溴聯(lián)苯醚（DBDPO）廣泛適用于橡膠、紡織、電子、塑料等行業(yè)，特別適用于PE、PP、ABS、PA6、PS、PBT、PC等材料。阻燃劑名稱主要應(yīng)用四溴雙酚A(TBBPA)阻燃性強、抗菌性強、耐水、耐油、電絕緣性良好、相容性好。為添加型阻燃增塑劑，輔助抗氧劑、塑料制品防老劑，具有光穩(wěn)定效果，適用于覆銅板、PVC、PP、PPO、PS、PAK、PC、ABS、UP、環(huán)氧樹脂等；在PVC制品中作螯合劑、穩(wěn)定劑；能使制品保持透明度，并能抑制變色，是乙酸纖維素和硝基纖維素的增塑劑，是合成醇酸樹脂和聚酯樹脂及制造亞磷酸三甲酯的原料。蜜胺磷酸鹽（MP）廣泛應(yīng)用于熱塑性塑料和熱固性塑料中的阻燃劑，特別適用于高要求的膨脹型阻燃體系和膨脹型防火涂料中的脫水或炭催化劑及發(fā)泡劑。蜜胺焦磷酸鹽（MPP）廣泛應(yīng)用于PE、PP、PS、PMMA、聚甲醛、PA6等塑料、橡膠等制品的阻燃劑，特別應(yīng)用于高要求的膨脹型阻燃體系和膨脹型防火涂料中。阻燃劑名稱主要應(yīng)用磷酸三苯酯（TPP）是塑料、橡膠、紡織品、纖維和紙張的阻燃劑。廣泛應(yīng)用于環(huán)氧樹脂、聚脂樹脂、酚醛樹脂及ABS等樹脂中，可使制品具有良好的阻燃性和自熄性。在環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂中作為反應(yīng)型阻燃劑使用，能獲得更好的效果，目前已應(yīng)用于電視高壓包灌注環(huán)氧樹脂中。四溴雙酚A雙（2,3-二溴丙基醚）（BDDP）主要用做塑料阻燃劑，在PP、PS、聚丁烯及多種聚烯烴共聚物；ABS樹脂、橡膠、纖維等聚合物材料中添加效果尤為顯著。磷酸鋅（Zn3(PO4)2?2H2O）廣泛應(yīng)用于PE、PP、PS、PMMA、聚甲醛、PA6等塑料、橡膠等制品的阻燃劑，特別應(yīng)用于高要求的膨脹型阻燃體系和膨脹型防火涂料中。硼酸鋅（2ZnO?3B2O3?3.5H2O）廣泛用于塑料、橡膠、油漆、陶瓷等，特別是用作阻燃劑和消煙劑，與含鹵素阻燃劑配合使用效果更佳。硼酸鋅作阻燃劑既可單獨使用，也可與AO混合使用，在很多情況下可用它代替30～60%AO。阻燃劑名稱主要應(yīng)用三聚磷酸二氫鋁（AlH2P3O10?2H2O）廣泛用于各種漆基的底漆或底面合一的涂料中，不受其它條件限制。適用于酚醛樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧及環(huán)氧聚酯樹脂、丙烯酸類樹脂等油溶性樹脂和各種水溶性常溫干或烤干樹脂，制備具有優(yōu)越防銹性能的耐酸、耐水、防火、重防腐蝕涂料。三(2,3－二溴丙基)異三聚氰酸（TBC）是一種新型、高效、添加型溴系阻燃劑，應(yīng)用證明本產(chǎn)品具有優(yōu)異的阻燃性，以及耐光、耐久、耐水和無毒等特點，對PP、橡膠、PS等材料有很好的阻燃作用，而且用量少，不改變原料性能。三溴苯酚（TBP）反應(yīng)型阻燃劑，用于環(huán)氧樹脂、PU等塑料阻燃，也可用作制備其它阻燃劑的中間體。制備阻燃環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、TBBA、三溴苯酚、PU泡沫塑料的阻燃，苯酚和甲醛縮聚成酚醛樹脂（PF）。用于制取消毒防腐藥三溴酚鉍。縮聚法生產(chǎn)阻燃劑二溴苯醚（PBO）、與環(huán)氧氯丙烷縮合反應(yīng)制備含溴環(huán)氧樹脂。阻燃劑名稱主要應(yīng)用甲基磷酸二甲酯（DMMP）具有磷含量高，阻燃性能優(yōu)良，溶解性好，可與水及各種有機溶劑或聚合物混溶；粘度低，可兼作粘度抑制劑；無色透明，可制透明或色澤鮮艷的難燃制品；水份酸值小，不影響制品的其他性能；添加量少，能大幅度降低制品成本，毒性低、無腐蝕性，應(yīng)用范圍廣，適用各種加工形式，廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫塑料、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和呋喃樹脂類材料的添加型阻燃劑。五溴甲苯（FR-5）高效溴系添加型阻燃劑，廣泛應(yīng)用于PE、PP、發(fā)泡聚氨酯、化纖等材料的阻燃，具有阻燃效果好、添加量少，不改變原料性能等特點。化學性能穩(wěn)定、無毒、無味、對皮膚無刺激性。磷酸三氯乙基酯（TCEP）廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維素、乙基纖維素、PVC、聚醋酸乙烯、酚醛樹脂、聚氨基甲酸酯泡沫塑料制品；還可用于電纜、油漆、織物、橡膠制品等；也是金屬萃取劑。阻燃劑名稱主要應(yīng)用磷酸三甲酚酯（TCP）是生產(chǎn)硝酸纖維素、乙烯基樹脂、PVC、電纜、橡膠制品及軟質(zhì)PU泡沫塑料等的增塑劑和添加劑；與聚合物有良好的耐磨性、耐候性、防霉性、耐輻射性及電性能；可用作汽油、潤滑油及液壓油的添加劑；也是制造高性能抗磨抗燃潤滑油的一種基礎(chǔ)原料。氯化石蠟-70與AO混合可形成高效阻燃劑?？蓮V泛用于PVC、PE、PS等樹脂及各類橡膠制品的阻燃劑。用于制造調(diào)合防火漆、防火涂料，還可用于工業(yè)潤滑油的極壓抗磨添加劑，用于印刷油墨中，可提高油墨光澤和耐磨性，還可用于木材防腐防蛀及造紙工業(yè)的施膠等。三聚氰胺尿氰酸鹽(MCA)可以用于PP、PS、PE、PET、PBT和PA6、PU、有機硅中?？梢院虯O復(fù)配效果更佳。三聚氰胺（MA）廣泛用于木材、塑料、涂料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)。二、無機阻燃劑阻燃作用：主要是吸熱作用和提高材料表面致密性。優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不析出、低毒、價格低廉、不產(chǎn)生腐蝕性氣體和安全性較高等優(yōu)點。缺點：阻燃效率較低，為達到較好阻燃效果，添加量較大，導(dǎo)致阻燃材料的加工性能和機械性能下降。用量占阻燃劑消費量的一半以上，且其比例還在逐年上升。1、無機金屬氫氧化物阻燃劑氫氧化鋁（ATH）和氫氧化鎂（MH）一類重要的無機阻燃劑，用量最大，尤其在某些領(lǐng)域是無鹵阻燃的第一選擇。優(yōu)點：燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，具有阻燃和抑煙的雙重功效。缺點：阻燃效率較低，必須大量添加才能達到一定的阻燃級別，而大量添加導(dǎo)致材料粘度上升，成型加工性、耐水性以及力學性能降低。（1）氫氧化鋁ATH的脫水溫度為235～350oC，吸熱量為1968J/g，具有無毒、不揮發(fā)、價廉、阻燃、消煙、填充和在燃燒時無二次污染等特點，是報道最多、應(yīng)用最廣的無機阻燃劑。阻燃機理：分解吸熱，并從火焰中吸收輻射能。這種吸熱有利于降溫，促進脫氫反應(yīng)和保護炭層；分解放出的水既是冷卻劑，又是稀釋劑；脫水生成的氧化鋁層，具有極高的表面積，故能吸收煙和可燃物，使材料燃燒時釋出的CO2量降低；有可能作為電子給予體，終止自由基反應(yīng)，而生成的是活性較低的無機自由基，后者不能引發(fā)自由基反應(yīng)。缺點：不對聚合物起增強作用；阻燃效率低；和樹脂的分散相容性差；在250oC就開始分解，不適于加工高于200oC的塑料制品。改進與提高：可通過超細化、表面活性化并用復(fù)合化、增強纖維化來提高ATH的阻燃性能。增加ATH粒子表面積，即微細化及超微細化，使粒子表面水蒸氣分壓下降，可提高ATH的耐熱性能，而且可使材料力學性能、阻燃效果明顯增強。改善ATH的顆粒的形態(tài)，制成纖維狀A(yù)TH既可以起到較好的阻燃效果，也可以改善聚合物材料的力學性能。一般用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸（鹽）等進行表面活性化處理。加入少量阻燃增效劑可明顯改善其阻燃性能。無機阻燃增效劑主要有金屬氧化物與硼酸鋅、磷系化合物（紅磷、磷酸酯、APP）、硅系化合物、金屬硝酸鹽（Cu(NO3)2和AgNO3）等。（2）氫氧化鎂MH在340～490℃分解，吸熱量為783J/g。外觀為白色粉末，無毒、無味、無腐蝕，可廣泛應(yīng)用于PP、PE和ABS等塑料、橡膠等行業(yè)，被認為是有發(fā)展前途的另一種無機阻燃劑。優(yōu)點：（1）可清除酸性氣體、降低發(fā)煙量，具有非常好的抑煙作用；（2）不產(chǎn)生有害氣體，屬于綠色產(chǎn)品；（3）原料易得、成本低、市場競爭能力強；（4）熱分解溫度為330℃，比ATH高出100℃。這使得添加MH的塑料能承受更高的加工溫度，也有利于提高阻燃效率；（5）粒度小，對設(shè)備磨耗低。缺點：不對聚合物起增強作用；阻燃效率較低；和樹脂的分散相容性差；改善和提高：表面活性化，以改善與基體樹脂的界面特性。用脂肪酸對MH進行表面處理，使填料/填料間產(chǎn)生強的相互作用而提高粘度，因而改善與聚合物的相容性。纖維化也可用于塑料復(fù)合材料，具有增強、阻燃、抑煙、填充四大功能。加入少量阻燃增效劑提高其阻燃性能。阻燃機理：受熱分解放出水分，同時吸收熱量降低聚合物的實際溫度，抑制聚合物分解和釋放可燃性氣體。生成的金屬氧化物又是耐火材料，覆蓋于聚合物表面能提高聚合物抵抗火焰的能力，起到隔絕空氣阻止燃燒的目的。2、無機磷系阻燃劑無機磷系阻燃劑歷史悠久，目前仍具有廣泛的應(yīng)用，特別是對近年發(fā)展起來的膨脹型阻燃劑，無機磷系阻燃劑中的APP是不可缺少的組分之一，具有阻燃效率持久、熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、無鹵等優(yōu)點而廣受歡迎。其中，紅磷、磷酸銨鹽和APP等無機磷系阻燃劑應(yīng)用時間較早、范圍較廣。（1）紅磷紅磷（RP）是一種用途很廣的阻燃劑，具有來源廣、價廉、阻燃效果好等優(yōu)點，但其缺點是帶色、有腐蝕性和吸濕性?？捎糜谒芰希ㄈ缇巯N、PU、PS、聚酯、PC、聚甲醛、PA6、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚苯醚和不飽和聚酯樹脂）、橡膠和織物的阻燃。對于某些含氧聚合物，RP的阻燃效率比溴系阻燃劑還高。例如，以7.5%RP阻燃的聚酰胺的氧指數(shù)可達35%，UL94阻燃級別達V-0級（0.8mm）；而以15%溴阻燃劑阻燃的聚酰胺的氧指數(shù)僅達28%，UL94阻燃級別只為V-1級(1.6mm)。目前主要研究如何降低帶色性、減少摩擦感度和爆炸危險性。常用硅烷或鈦酸酯等偶聯(lián)劑或用帶白色顏料和丙烯酸酯對其進行包裹處理。微膠囊化紅磷（MRP）是指在紅磷表面包覆一層或多層保護膜，此包覆層不但可以防止RP顆粒與氧及水接觸而產(chǎn)生的磷化氫，而且可以避免紅磷由于沖擊加熱而引起的自燃。包覆RP在聚合物燃燒時，囊材破裂，發(fā)揮RP的阻燃作用。包裹紅磷阻燃劑的主要用途環(huán)氧樹脂回掃變壓器裝封材料,電容器、電阻、粘結(jié)劑、涂料聚氨酯管道、貯槽類的保溫材料、管架、密封材料、建筑材料酚醛樹脂成形材料、電氣零部件、層壓板聚酰胺熱熔膠天然橡膠、合成橡膠耐熱軟線、橡膠薄板、襯墊木材丙烯酸乳液無紡布上膠料EVA、PE電線、低壓電器骨架材料、熱熔膠ABS、AS、PP低壓電器骨架材料、汽車配件其它不飽和聚酯、聚酯、聚縮醛、PC、聚苯醚阻燃機理：RP既有凝聚相阻燃，又有氣相阻燃。聚合物結(jié)構(gòu)不同，RP的阻燃效果不同，RP與之作用的方式也不盡相同。RP首先受熱分解Pn→P4→P2，可奪取聚合物分子中所含的氧，交聯(lián)生成炭化層，也可與環(huán)境氧生成含氧磷酸（主要是偏磷酸），這種含氧酸具有極強的吸水性，使燃燒聚合物表面炭化。炭化層一方面可以隔離聚合物、減少可燃性揮發(fā)組分的釋放；另一方面，還具有吸熱作用，降低聚合物表面的氧化熱，起到凝聚相阻燃的目的。同時，RP的熱解產(chǎn)物PO·自由基進入氣相后，還可捕捉燃燒火焰中的大量H·、HO·自由基，切斷火焰氧化鏈反應(yīng)，起到氣相阻燃的目的。（2）聚磷酸銨同時含有磷和氮的無機阻燃劑，通式為(NH4)n+2PnO3n+1。當n足夠大時，可寫為(NH4PO3)n。這時可將其稱為高聚合度APP（簡稱II型APP）。一種高效無毒阻燃劑，其粒度適中（50~70ｍ，約合200～300目）、含N、P量高（分別為14±1％和32±1％），分解溫度高（＞270℃），熱穩(wěn)定性好，吸濕小，水溶性低，產(chǎn)品接近中性，可與其他任何物質(zhì)混合而不起化學變化?？蓡为毣蚺c其他阻燃劑復(fù)合在多種場合應(yīng)用，如木材、纖維板、紙張、塑料（如PP、PS、聚丙烯腈、PU、環(huán)氧樹脂等）、橡膠等領(lǐng)域的阻燃。APP的另一個重要用途是作為酸源，與炭源及氣源并用，組成膨脹型阻燃劑或用于膨脹型防火涂料。（3）磷氮型膨脹型阻燃劑磷氮型阻燃劑，不含鹵素和氧化銻。一般由三部分組成：酸源（脫水劑）、碳源（成炭劑）和氣源（氮源、發(fā)泡源）。酸源一般指無機酸或能在燃燒加熱時在原位生成酸的鹽類或酯類，如H3PO4、H2SO4、硼酸及磷酸酯等。碳源一般指多碳的多元醇化合物，如季戊四醇、乙二醇及酚醛樹脂等。發(fā)泡源指含氮的多碳化合物，如尿素、雙氰胺、聚酰胺、脲醛樹脂等。含有這類阻燃劑的聚合物受熱時，表面能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并防止產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象，故具有良好的阻燃性能。膨脹型阻燃劑的研究符合當今阻燃劑少煙、低毒的發(fā)展趨勢，是聚合物阻燃技術(shù)發(fā)展的一種新途徑。聚磷酸銨/三聚氰胺/季戊四醇膨脹阻燃體系的阻燃機理：APP受熱分解，生成具有強脫水作用的磷酸和焦磷酸，使季戊四醇酯化，進而脫水炭化。反應(yīng)形成的水蒸氣及三聚氰胺分解的氨氣使炭層膨脹，最終形成一層多微孔的炭層，從而隔絕空氣和熱傳導(dǎo)，保護聚合物主體，達到阻燃的目的。膨脹型阻燃劑主要通過在凝聚相形成多孔泡沫炭層起阻燃作用，此炭層主要按以下步驟形成：在較低溫度下（150℃左右），由酸源放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機酸；在稍高于釋放酸的溫度下，無機酸與多元醇進行酯化反應(yīng)，而體系中的胺則作為酯化反應(yīng)的催化劑使酯化反應(yīng)加速進行；體系在酯化反應(yīng)前或酯化過程中熔化；反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃氣體使已處于熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡，與此同時，多元醇和酯脫水炭化，形成無機物及炭殘余物，且體系進一步膨脹發(fā)泡；反應(yīng)接近完成時，體系膠化和固化，最后形成多孔泡沫炭層，保護下層基質(zhì)不繼續(xù)燃燒和不產(chǎn)生熔滴。此類阻燃劑可抑制生煙量，且不產(chǎn)生有毒或腐蝕性氣體，同時還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和加工使用性能，也不易起霜。磷氰聚合物作為膨脹型阻燃劑的研究已引起人們極大的興趣，其穩(wěn)定性高、燃燒時發(fā)煙量少、極限氧指數(shù)高?；\狀磷酸酯三聚氰銨鹽是膨脹型阻燃劑中的佼佼者，它將酸源、碳源、氣源集中于一個分子中，更有利于協(xié)效作用。綜合型IFR一般是以P、N、C為主要核心成分的復(fù)合阻燃劑。IFR阻燃的聚合物燃燒時，會在表面上形成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層，此炭層在凝聚相能起到隔熱、隔氧、抑煙和防融滴的作用，且無鹵、低煙、低毒、無腐蝕性氣體。（4）其它屬于無機含磷阻燃劑的還有：磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸三銨和磷酸脒基脲、磷酸三聚氰銨等。燃燒時，先生成磷酸的非燃性液態(tài)膜，接著磷酸進一步脫水生成偏磷酸，最后生成玻璃態(tài)的聚偏磷酸。在這個過程中，不僅磷酸液態(tài)膜起覆蓋作用，而且聚偏磷酸是強脫水劑，可使聚合物材料脫水而炭化，形成石墨狀的炭素包覆膜。這種炭膜隔絕了空氣，因而使含磷化合物能夠發(fā)揮更好的阻燃作用。磷系阻燃劑阻燃機理：磷系阻燃劑在凝聚相（液相和固相）具有阻燃作用，與含鹵阻燃劑配合使用時，從氣相、液相到固相都具有有效的阻燃作用，它們有協(xié)同阻燃效果。磷系阻燃劑還具有氣相阻燃作用，它是一種自由基捕獲劑，在聚合物燃燒時都有PO·形成，它可以與火焰區(qū)域中的H·結(jié)合，起到抑制火焰的作用。磷系阻燃劑在阻燃過程中產(chǎn)生的水分，可以降低凝聚相的溫度，稀釋氣相中可燃物的濃度，從而更好地起到阻燃作用。3、氮系阻燃劑氮系阻燃劑（NFRs）比其他阻燃劑發(fā)展較晚。主要有三聚氰胺（MA）及其鹽（氰尿酸鹽、磷酸鹽、胍鹽及雙氰胺鹽），它們可單獨使用，也常作為磷氮型膨脹阻燃劑的組分之一。阻燃機理：主要在聚合物材料燃燒時的氣相中發(fā)揮作用，分解吸熱及生成不燃氣體以稀釋可燃氣體。它的阻燃效率較低，多與其他阻燃劑復(fù)配使用。復(fù)配使用時，在凝聚相中也有阻燃作用，還可以促進磷系阻燃劑的炭化，有增效作用。與銻系也有增效作用。優(yōu)缺點：它們的主要優(yōu)點在于無色、無鹵、低毒、低煙、不產(chǎn)生腐蝕氣體、價廉、抗紫外照射等。具有和化學氮肥相似的化學構(gòu)成，可作為長效肥料存留。具有優(yōu)良的環(huán)境友好性和再生性。主要缺點是阻燃效率欠佳、與熱塑性聚合物的相容性不好、不利于在基材中分散、使基材粘度提高等。隨著人們對環(huán)境保護意識的增強和材料使用檢測要求的日益嚴格，氮系阻燃劑以其低毒、低煙、低腐蝕等良好的環(huán)境友好性而備受重視。（1）三聚氰胺三聚氰胺，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，又稱蜜胺，不可燃，加熱易升華，急劇加熱則分解。阻燃機理：（1）在250~450℃發(fā)生分解反應(yīng)，吸收大量的熱，并放出氨而形成多種縮聚物；（2）能夠影響材料的熔化行為，并加速其炭化成焦。其價格低廉，無腐蝕性，對皮膚和眼睛無刺激作用，無致癌作用，缺點是高溫分解時產(chǎn)生有毒的氰化物。最早用于膨脹防火涂料和聚氨酯泡沫中，近年來，三聚氰胺與磷酸酯復(fù)配在阻燃聚氨酯泡沫中得到了廣泛應(yīng)用，同時有關(guān)其在熱塑性塑料和熱固性樹脂中的應(yīng)用報道也較多。（2）三聚氰胺氰尿酸鹽三聚氰胺氰尿酸鹽由三聚氰胺和氰尿酸反應(yīng)制得，簡稱MCA。它是一種潤滑劑和阻燃劑，白色結(jié)晶粉末，無臭無味，300℃以下受熱非常穩(wěn)定，350℃左右開始升華，但不分解，其分解溫度約為440-450℃。MCA含氮量高，極易吸潮，高溫時脫水成炭，燃燒時放出氮氣，稀釋了氧氣和可燃性氣體產(chǎn)物的濃度，而且氮氣的生成和熱對流帶走了一部分熱量，因而具有阻燃作用。阻燃機理：阻燃作用機理為“升華吸熱”的物理阻燃方式，即通過升華吸熱降低聚合物材料的表面溫度并隔絕空氣而達到阻燃的作用；也有觀點認為，MCA對尼龍的阻燃作用是因為它可以加速尼龍滴落，從而帶走熱量和可燃物。研究表明，MCA對尼龍的阻燃作用不僅是升華吸熱及滴落的物理作用，還有在凝聚相中的催化炭化及膨脹作用。（3）三聚氰胺（聚）磷酸鹽由于磷酸是多元酸，存在著分子間脫水縮合反應(yīng)，因此三聚氰胺磷酸鹽有多種不同的組成。三聚氰胺磷酸鹽類化合物的水溶性小，分子間同時含有氮、磷兩種阻燃元素，是一類重要的阻燃劑。主要應(yīng)用于防火涂料、以及聚烯烴、聚氨酯、聚酯和尼龍等聚合物材料。4、硼系阻燃劑在硼系阻燃劑中，主要是硼酸鋅。價格低廉，無毒，無刺激，在低于260℃時仍含有結(jié)晶水，以共價鍵與羥基鍵合，具有阻燃、抑煙、成炭、抑陰燃和防熔滴等多種功能，常用為抑煙劑，也可部分代替AO作為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑；它的另外一個特點是對很多聚合物的強度、伸長率及熱老化性能沒什么影響。它的分子式通常為2ZnO·3B2O3·3.5H2O或2ZnO·3B2O3·7H2O。阻燃機理：硼酸鋅是低熔點玻璃體，具有封閉新生炭中孔洞和裂縫的作用，對阻燃性能的提高有一定的幫助。硼酸鋅加熱到300℃以上時釋放結(jié)晶水，吸收熱量和稀釋空氣中的氧；同時生成的B2O3形成玻璃狀物質(zhì)，覆蓋于聚合物上，起到隔熱和排氧作用。硼砂和硼酸常用作纖維素的阻燃劑。硼酸是抗陰燃劑，而硼砂則是阻燃劑，常使用兩者的混合物阻燃纖維素，兼具氣相和凝聚相阻燃。此混合物的阻燃機理與其它含硼阻燃劑相似：生成纖維素硼酸酯，抑制纖維素解聚和減少揮發(fā)產(chǎn)物的生成，這樣在凝聚相可形成較多量的炭；在材料表面形成無機玻璃態(tài)沉積物，這有助于產(chǎn)生膨脹效應(yīng)；吸熱分解釋放出水合水，這可從火焰區(qū)吸收能量，產(chǎn)生稀釋和冷卻效應(yīng)；也可能生成自由基清除劑，抑制氣相與凝聚相界面的氧化反應(yīng)。硼酸是低熔點化合物，加熱時生成玻璃狀物質(zhì)涂覆于聚合物之上。當溫度較高時，生成B2O3。加熱至500℃時，呈多孔狀物質(zhì)。5、硅系阻燃劑硅系阻燃劑因有害性低而引起世人的重視。按組成結(jié)構(gòu)可分為無機硅和有機硅阻燃劑。前者主要為SiO2，兼有補強和阻燃作用，其阻燃機理是：燃燒時形成SiO2覆蓋物，起到絕熱和屏蔽雙重作用。SiO2很少單獨使用，常與鹵化物并用。有機硅系阻燃劑是一種新型的無鹵阻燃劑，也是一種成碳型抑煙劑。6、其它銻系和錫系阻燃劑堿式碳酸鋁鈉（又稱鈉鋁片），鋁含量為17±2％，難溶于水，水懸浮液呈微堿性，遇酸分解，放出CO2與水，常溫下非常穩(wěn)定，但加熱至340℃以上時迅速分解，并產(chǎn)生大量不燃性氣體，即二氧化碳和水。堿式碳酸鋁鈉具有較好的阻燃效果，還具有比ATH優(yōu)良的消除酸性氣體的能力，可明顯減少塑料燃燒時產(chǎn)生的煙霧和酸性氣體的量，還可提高塑料的機械性能和熱變形溫度。硅膠和碳酸鉀結(jié)合使用，也是聚合物的有效阻燃劑。膨脹石墨無機膨脹型阻燃劑—膨脹石墨（EG）石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，將天然石墨經(jīng)過特殊處理使其形成特殊層間化合物。EG為黑色片狀物，當其被迅速加熱至300℃以上時，可沿C-C軸方向膨脹數(shù)百倍，變成剛性很大的固體。當可膨脹石墨與聚合物混合時，在火焰的作用下，膨脹石墨在聚合物的表面形成堅韌的炭層，而且無滴落，從而起到阻燃的作用。EG資源豐富、制造簡單、價格低廉、無毒、低煙，但必須和其它物質(zhì)協(xié)同作用，如紅磷、APP、MPP等。三、有機阻燃劑有機阻燃劑分為反應(yīng)型和添加型兩類。反應(yīng)型有機阻燃劑是將含有阻燃元素的化合物與聚合物反應(yīng)，從而結(jié)合到聚合物的主鏈或側(cè)鏈中去。阻燃劑與被阻燃物牢固地結(jié)合在一起，阻燃作用持久，而且對聚合物性能的影響也較小。添加型有機阻燃劑是物理地分散于阻燃體系中，使用方便，但仍存在著阻燃劑的分散性、界面等一系列問題。有機阻燃劑改善了無機阻燃劑的很多缺點，如填充量大，降低了聚合物材料的加工性能和力學性能等。1、有機鹵系阻燃劑鹵系阻燃劑可分為溴系阻燃劑和氯系阻燃劑。優(yōu)缺點：阻燃效率高、價格適中、品種多、適用范圍廣；燃燒時或熱裂解時，生成較多的煙、腐蝕性氣體和某些有毒產(chǎn)物。溴系阻燃劑的效率為：脂肪族>脂環(huán)族>芳香族，但芳香族的熱穩(wěn)定性最高。氯系阻燃劑與溴系阻燃劑的阻燃機理是相同的，但前者的阻燃效率遜于后者。阻燃機理：是通過在一定的高溫下產(chǎn)生相對密度比空氣大的鹵化氫，稀釋了周圍的空氣并隔絕了新鮮空氣的補充，使被燃物窒息，同時鹵化氫還可以捕捉氫氧自由基，從而使火焰減少，達到阻燃的目的。這兩類阻燃劑在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有高效性以及使材料具有柔韌性等優(yōu)點，目前生產(chǎn)廠家正在繼續(xù)擴大生產(chǎn)能力，而且向著改進加工性能及穩(wěn)定性方面轉(zhuǎn)移（尤其對溴化物）。含鹵阻燃劑主要有兩種類型，即反應(yīng)型和添加型。反應(yīng)型的阻燃劑具有對材料物理性能影響較小，能夠賦予聚合物永久阻燃性等優(yōu)點。2、有機磷系阻燃劑有機磷系阻燃劑可分為兩大類，即含鹵磷系阻燃劑和非鹵磷系阻燃劑。主要品種有：三（β-氯乙基）磷酸酯（TCEP）、三（β-氯丙基）磷酸酯（TCPP）、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、三（2,3-溴丙基）磷酸酯、三（2,3-氯溴丙基）磷酸酯、四羥基甲基氯化磷酸酯或四羥基甲基氫氧化磷酸酯（THCP）、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、磷酸丁乙醚酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯異辛酯、磷酸二苯基異丙苯基酯、磷酸三溴苯酯、亞磷酸三苯酯、亞磷苯基二異辛酯等。研究和應(yīng)用現(xiàn)狀：對材料的機械物理性能影響較小，與聚合物有良好的相容性，且滲出性小，能得到良好的添加型齊聚物阻燃劑。同時，與聚合物具有結(jié)合官能團（例如雙鍵和環(huán)氧基）的反應(yīng)型阻燃品種也正在增長。阻燃機理：與無機磷類似。有機磷系阻燃劑熱解所形成的氣態(tài)產(chǎn)物中含有PO·，它可以抑制H·及OH·，故有機磷阻燃劑可在氣相抑制燃燒鏈式反應(yīng)，即：含鹵磷系阻燃劑具有揮發(fā)性低、無色、無嗅、耐水解等優(yōu)點，與塑料有較好的相容性，但其耐熱性差。主要用于聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯彈性體、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。這類阻燃劑同時含有鹵素和磷兩類阻燃元素，使阻燃劑在氣相和凝聚相同時發(fā)揮作用，所以阻燃效果非常理想。由于含鹵化合物所引起的環(huán)境影響，導(dǎo)致人們的研究方向逐漸向非鹵磷酸酯轉(zhuǎn)移。DOPO及其衍生物DOPO及其衍生物是一類非常重要的反應(yīng)型有機磷系阻燃劑，全稱：9,10-二氫-9-雜氧-10-磷雜菲-10-氧化物（9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide）。其主要用途有以下幾個方面：鍵合在環(huán)氧樹脂上，使環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的阻燃性能和其它物理機械性能；鍵合在某些聚合物中，使之成為具有阻燃功能的物質(zhì)；其衍生物能與某些化合物進行加成，生成發(fā)光聚合物；將其鍵合于某些化合物上，對其理化性能進行改性。90年代在阻燃領(lǐng)域已經(jīng)進行了應(yīng)用研究，DOPO及其衍生產(chǎn)品作為環(huán)保、無毒、阻燃效果優(yōu)異的產(chǎn)品現(xiàn)已經(jīng)開始在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是電子電器材料領(lǐng)域進行了比較廣泛的應(yīng)用。同時DOPO及其衍生物所具有的特殊功能，在其它領(lǐng)域也擁有十分廣闊的應(yīng)用。它擁有活潑氫的改性單體，能與眾多的不飽和化合物進行加成反應(yīng)，生成新型的具有新的功能的化合物，如苯醌、奈醌、衣康酸、馬來酸、環(huán)氧乙烷和甲醛等。DOPODHPDOPODOPO與ITA合成ODOP-BDA，該物質(zhì)可以將含磷基團引入PET、PEN和PBN中。3、有機硼系阻燃劑主要有含硼環(huán)氧化物、硼酸化醇酸樹脂、硼酸化異氰酸酯聚合物。主要應(yīng)用于環(huán)氧樹脂、織物、不飽和聚酯樹脂和聚氨酯等的阻燃。三（2,3-二溴丙基）硼酸酯阻燃和消煙效果均較好，對制品性能影響小，并易于加工。4、有機硅阻燃劑有機硅系阻燃劑既是一種新型無鹵阻燃劑，也是一種成炭型抑煙劑。是一類高分子阻燃劑。具有高效、無毒、低煙、防滴落、無污染等特點。其本身為聚合物，對制品的性能影響很小。阻燃機理是：當材料燃燒時有機硅分子中的—Si—O鍵形成—Si—C鍵，生成的白色燃燒殘渣與炭化物構(gòu)成復(fù)合無機層，可以阻止燃燒生成的揮發(fā)物外逸、阻隔氧氣與樹脂接觸、防止熔體滴落，從而達到阻燃的目的。第三節(jié)材料防火保護基本原理一、防火涂料防火涂料，是指涂覆在物體表面，可防止燃燒發(fā)生，阻止火焰蔓延傳播，或隔離火源，延長基材著火時間，或增大絕熱性能以推遲結(jié)構(gòu)破壞時間，阻止火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的作用的一類涂料的總稱。屬于特種功能涂料，是一類重要的消防安全材料。大多數(shù)傳統(tǒng)的涂料都具有可燃性和易燃性，存在著嚴重的火災(zāi)隱患。近年來防火涂料的研發(fā)與應(yīng)用有了很大的進展。防火涂料技術(shù)是為了適應(yīng)社會安全生產(chǎn)和生活的需要，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生，保護人類生命財產(chǎn)而發(fā)展起來的一門消防科學技術(shù)。它包括防火機理、制備工藝、阻燃體系的選擇、配方及設(shè)計原理、施工工藝以及防火效果的評價。防火涂料的防火原理：防火涂料本身具有難燃性或者不燃性，可以使被保護的可燃性基材與空氣隔絕，從而阻止或延遲基材的著火燃燒；防火涂料遇到火焰或者是受熱分解，產(chǎn)生不具燃燒性的惰性氣體，稀釋由基材降解釋放出的可燃性氣體和氧氣的混合氣體，從而阻止燃燒的蔓延；對于含有氮、磷的阻燃涂料受熱分解產(chǎn)生的活性自由基，可以與以自由基燃燒機理的基材燃燒時連鎖反應(yīng)中的自由基結(jié)合，從而中止燃燒連鎖反應(yīng)，以達到阻燃的作用；防火涂料在燃燒的過程中發(fā)泡膨脹，生成一層泡沫隔熱層，封閉被保護的基材，阻止基材進一步燃燒。1、防火涂料的類型（1）按所用的基料分為三類：①有機型防火涂料，主要以天然的或合成的有機樹脂，有機乳液為其基料；②無機型防火涂料，是以無機粘接劑為基料；③有機、無機復(fù)合型防火涂料，它的基料是由有機樹脂或有機乳液和無機系粘接劑復(fù)合而成。（2）按所用的分散體分為2類：①溶劑性防火涂料，是指用汽油、烴類、酯類、酮類、芳族類等有機溶劑作分散體和稀釋劑，用溶劑性有機樹脂作基料；②水溶性防火涂料，是指用水作為分散體和稀釋劑，用水溶性樹脂、乳液聚合物作基料。（3）按防火形式分為2類：①非膨脹型防火涂料，遇火時涂層基本上不發(fā)生體積變化，而形成釉狀保護層。它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能與被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng)。②膨脹型防火涂料，遇火時膨脹發(fā)泡，形成泡沫層，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因為其質(zhì)地疏松而具有良好的隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護基材的速率。涂層膨脹發(fā)泡產(chǎn)生泡沫層的過程因為體積擴大而呈吸熱反應(yīng)，也消耗大量的熱量，有利于降低體系的溫度，故其防火隔熱效果顯著。（4）按其應(yīng)用場合分類：①飾面型防火涂料，施涂于可燃基材（如木材、塑料、紙板、纖維板等）表面，能形成具有防火阻燃保護和裝飾作用涂膜的防火涂料。②鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，施涂于建筑物及鋼結(jié)構(gòu)建筑物表面，能形成耐火隔熱保護層，以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的防火涂料。③電纜防火涂料，施涂于電線電纜表面，能形成具有防火阻燃涂層，以防止電線電纜延續(xù)燃燒的防火涂料。④隧道防火涂料，噴涂于隧道內(nèi)拱頂和側(cè)壁的表面及預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的表面，形成隔熱層，防止鋼筋混凝土在火災(zāi)中迅速升溫而降低強度，起到防火、隔熱、防垮塌的作用。⑤預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火涂料，指用于涂履建筑物預(yù)應(yīng)力混凝土樓板下表面，能形成耐火隔熱保護層以提高其耐火極限的防火涂料。2、防火涂料的防火隔熱原理（1）膨脹型防火涂料的膨脹發(fā)泡原理絕熱效果：利用焦炭化層阻絕熱傳導(dǎo)；膨脹吸熱：涂膜在高溫下發(fā)生軟化、熔融、蒸發(fā)、膨脹及碳源的分解吸收了大量的熱；阻絕空氣：焦炭化層形成覆蓋作用；稀釋空氣中氧氣的濃度：不燃氣體釋出。膨脹型防火涂料遇火時能膨脹發(fā)泡形成蜂窩狀的炭化層，其膨脹防火體系主要由酸源、碳源、發(fā)泡劑等組成。因而通常制備膨脹防火涂料時需要以下四種基本成分：形成涂層的成膜劑或粘接劑，如脲醛樹脂類、三聚氰胺—甲醛樹脂類、聚乙烯醇類、聚醋酸乙烯類以及聚丙烯酸酯類等；酸源一般為自由酸或加熱時能在一定溫度下放出無機酸的鹽類物質(zhì)，它是成炭發(fā)泡層形成的催化劑或阻燃劑，如磷酸、磷酸鹽和聚磷酸銨等；發(fā)泡劑一般為含氮的化合物，如脲、三聚氰胺和雙氰胺等，這類物質(zhì)在一定溫度下分解產(chǎn)生N2、NH3、NOx等氣體，起發(fā)泡的作用；碳源（炭化劑），一般為羥基的富炭化合物，它在酸的催化作用下失水而炭化，為發(fā)泡層提供炭質(zhì)骨架，使發(fā)泡層形成疏松的結(jié)構(gòu)，如季戊四醇、丙三醇、糊精和淀粉等。其膨脹發(fā)泡過程的原理：涂層在受火時軟化和熔融，發(fā)泡劑分解放出氣體，以氣體的逸出使變軟的涂層鼓泡膨脹，體積增大而產(chǎn)生的厚厚的炭化發(fā)泡層成絕熱隔熱層；酸源物質(zhì)也發(fā)生分解而放出游離酸類，并與多元醇的炭化材料反應(yīng)，使多元醇脫水而酯化。隨此過程的進行，膨脹發(fā)泡層逐漸轉(zhuǎn)化為炭化物質(zhì)的隔熱層；膨脹發(fā)泡層中絕大部分的碳是由所含的炭化材料經(jīng)酸作用脫水而獲得的。形成高效的防火隔熱膨脹層，需要膨脹防火體系在受熱后以適當?shù)拇涡虬l(fā)生一系列的化學物理反應(yīng)，要求發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體、酸源分解放出酸類物質(zhì)、碳源脫水炭化三個步驟在變化的溫度、時間、速度方面要基本協(xié)調(diào)一致，才能形成多孔海綿狀炭化層。（2）防火涂料的防火隔熱原理加入各種無機填料，由于無機填料本身是不燃的，其熱導(dǎo)率低，可以延滯熱量向被保護的基材的速度；添加吸熱后可分解的阻燃劑，如氫氧化鋁等。由于這種添加劑具有吸熱后分解的特點，能有效地使體系的溫度降低；加入在熱的作用下能釋放出活性氣體化合物的阻燃劑，如鹵化合物，這些活性化合物通常能對影響火焰形成或增長的自由基產(chǎn)生作用；選擇加入分解時能釋放出大量惰性氣體的添加劑。大量惰性氣體的存在可沖淡氧氣成分，產(chǎn)生氣體屏蔽作用，使氧氣難以助燃，有效提高阻燃效果；加入受熱后并不發(fā)生化學變化而只釋放出重質(zhì)蒸氣的添加劑。這種蒸氣可覆蓋住體系分解出來的可燃氣體，影響它與空氣和氧氣的正常交換，避免產(chǎn)生火焰及延燃，進而起到阻燃作用，從而控制火勢迅速蔓延；加入膨脹防火體系的阻燃劑。它們遇火可膨脹并形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀的碳質(zhì)泡沫層，泡沫層隔絕了氧氣和熱量，延滯其傳向被保護基材的速率，同時避免了火焰和高溫直接進攻被保護基材，起到高效的防火隔熱保護作用；加入一些低熔點的不會燃燒的材料，如玻璃粉末等，它們會在火焰熱量燒烤下被融化，在著火的物體上流淌開來，形成一層隔熱的防火層，能阻止火勢蔓延。（3）非膨脹型防火涂料的防火隔熱原理受火時涂層基本上不發(fā)生體積變化，但其導(dǎo)熱率很低，延滯了熱量傳向被保護基材的速度。涂層本身不燃或難燃，對基材起屏蔽和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進攻被保護的基材。涂料中的有些組分遇火相互反應(yīng)而生成不燃氣體（如水蒸氣、氯化氫、氨氣和二氧化碳等）的過程是吸熱反應(yīng)，也消耗了大量的熱，有利于降低體系的溫度，而且沖淡了空氣和氧氣的濃度，對基材起到高效的防火隔熱保護。受火時涂層形成釉狀保護層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能與被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng)。此過程是吸熱反應(yīng)，也消耗了大量的熱，有利于降低體系的溫度。涂料中的低密度耐高溫的無機物或中空微球材料成膜時形成熱導(dǎo)率低的耐燒隔熱涂層，完全不燃燒，也不發(fā)煙，具有高效的防火隔熱效果。（4）膨脹型防火涂料的防火隔熱原理在高溫或火焰作用下涂層劇烈膨脹炭化發(fā)泡，形成比原涂層厚度大幾十倍的不燃的海綿狀炭質(zhì)層，泡沫內(nèi)充滿低活性氣體，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且具有良好的隔熱性能，能夠阻隔火焰對基材的直接加熱，可延滯熱量傳向被保護基材的速度，并能使被保護的基材在一定的時間內(nèi)保持較低的溫度。涂料中的部分組分遇火相互反應(yīng)而生成不燃氣體的過程是吸熱反應(yīng)，會消耗大量的熱量，降低體系的溫度。涂層的軟化、熔融、膨脹發(fā)泡等物理變化及聚合物、填料、助劑、阻燃劑等的分解、蒸氣和炭化等化學作用都將消耗大量熱量，降低了燃燒溫度和火焰?zhèn)鞑ニ俣?。分解出的不燃性氣體能沖淡氧氣的濃度，形成經(jīng)久耐燒碳質(zhì)泡沫隔熱層，封閉被保護的基材，阻止其著火燃燒。同時還能捕獲燃燒產(chǎn)生的自由基，使燃燒反應(yīng)終止，起滅火的作用。3、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料鋼構(gòu)件自身不燃，但不加保護的鋼構(gòu)件耐火極限只有0.25h，要滿足規(guī)范規(guī)定的1~4h耐火極限要求，必須采用防火保護。鋼結(jié)構(gòu)的防火保護成為建筑設(shè)計中不可缺少的部分。鋼結(jié)構(gòu)防火保護的效果同鋼結(jié)構(gòu)防火涂料噴涂的質(zhì)量、時效、涂層黏結(jié)力、使用中是否有松動、開裂或是否受到大的沖擊、震動等關(guān)系甚大。同時，建筑物內(nèi)（或構(gòu)筑物附近）可燃、易燃液體流淌、可燃氣體擴散燃燒等也都會有直接影響到鋼構(gòu)件的防火安全，應(yīng)該引起高度重視。研究耐火性能好、時效長、黏結(jié)力高、應(yīng)用性能優(yōu)越的新型鋼結(jié)構(gòu)防火材料和耐高溫價廉物美的金屬、非金屬鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合防火材料及輕質(zhì)、高強、耐火的混凝土等新材料，進一步提高結(jié)構(gòu)的耐火能力，是目前相關(guān)領(lǐng)域的新課題。鋼結(jié)構(gòu)防火保護的原理是采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量向基材迅速傳遞的速度，推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強度變?nèi)醯臅r間。涂層對鋼基材起屏蔽作用，隔離了火焰，使鋼構(gòu)件不致于直接暴露在火焰或高溫之中；涂層吸熱后部分物質(zhì)分解放出水蒸氣或其他不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用；涂層本身多孔輕質(zhì)或受熱膨脹后形成炭化泡沫層，熱導(dǎo)率均在0.233瓦/（米·開）以下，阻止了熱量迅速向基材傳遞，推遲了鋼基材受熱，溫升到極限溫度的時間，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的類型從所用的分散體來分類則可分為水溶性和溶劑性；從防火形式來分類則可分為膨脹型和非膨脹型；從應(yīng)用范圍上又分室外型和室內(nèi)型；從厚度來分類，有厚涂型、薄涂型和超薄型。常用的品種中厚涂型和薄涂型基本上是水溶性，超薄型有水溶性和溶劑性兩類。薄涂型和超薄型基本上是膨脹型，厚涂型是非膨脹型。（1）厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料又叫鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱噴涂涂料。其涂層使用厚度為8~50mm，耐火極限為1.0~3h。在火災(zāi)中涂層基本上不膨脹，依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性和涂層中材料的吸熱性來延緩鋼材的溫升，保護鋼構(gòu)件。（2）薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層使用厚度在3~7mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料稱為薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。受火時能膨脹發(fā)泡，以膨脹發(fā)泡所形成的耐火隔熱層來延緩鋼材的溫升，保護鋼構(gòu)件。但發(fā)泡率不高，裝飾性比厚涂型好，一般使用在耐火極限要求不超過2h的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。（3）超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料指涂層使用厚度不超過3mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。受火時膨脹發(fā)泡形成致密的防火隔熱層，該防火隔熱層延緩了鋼材的溫升，提高了鋼構(gòu)件的耐火極限。一般使用在耐火極限要求在2h以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。這種涂料涂層很薄，外觀裝飾性較好，在滿足防火要求的同時，又能滿足人們對裝飾性的要求，特別是對于裸露的鋼結(jié)構(gòu)。（4）室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料適合于室外環(huán)境使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，主要應(yīng)用于建筑物室外和石化企業(yè)等露天鋼結(jié)構(gòu)。二、防火板三、防火液第四節(jié)材料的阻燃及防護技術(shù)一、阻燃技術(shù)1、物理共混技術(shù)（1）與高難燃聚合物共混在保持材料性能基本不變的情況下，將阻燃性差的高聚物與難燃聚合物共混，使共混后的聚合物阻燃性提高。例：ABS是一種易燃材料，其氧指數(shù)為19.0左右。獲得阻燃ABS最常用的方法是在ABS中添加無機阻燃劑。但無機阻燃劑會嚴重降低ABS的力學性能，影響使用。而在ABS中添加適量的難燃聚合物PVC，不僅可以降低無機阻燃劑的用量，也可以改善復(fù)合體系的力學性能。PVC可將ABS的氧指數(shù)提高到28.5。（2）添加阻燃劑在聚合物中添加阻燃劑，以達到改善材料阻燃性能的目的，這是目前最常采用的方法，也是最經(jīng)濟、最簡便的方法。采用的阻燃劑即有無機阻燃劑，也有有機阻燃劑。阻燃聚丙烯、阻燃聚苯乙烯、阻燃聚氯乙烯、阻燃聚碳酸酯、阻燃聚氨酯缺點：阻燃效果不穩(wěn)定，阻燃劑添加量大，樹脂工藝性差，強度損失大，有些阻燃劑對樹脂固化有影響等。2、化學反應(yīng)技術(shù)（1）反應(yīng)阻燃技術(shù)近年來國內(nèi)外把重點均放在開發(fā)反應(yīng)型阻燃聚合物材料上。主要是將可燃性聚合物基體轉(zhuǎn)變?yōu)殡y燃或不燃聚合物，或者隔絕聚合物表面的氧氣。通過氣相阻燃和凝聚相阻燃機理實現(xiàn)。（2）反應(yīng)擠出技術(shù)所謂反應(yīng)擠出（又名反應(yīng)性擠出、擠出反應(yīng)），是把擠出機作為連續(xù)化的微背混式柱塞流反應(yīng)器，使欲反應(yīng)的混合物在熔融擠出過程中同時完成指定的化學反應(yīng)。具體地講，它具有利用擠出機處理高粘度聚合物的獨特功能，對擠出機螺桿螺筒上的各個區(qū)段進行獨立的溫度控制、物料停留時間控制和剪切強度控制，使物料在各個區(qū)段傳輸過程中，完成固體輸送、增壓熔融、物料混合、熔體加壓、化學反應(yīng)、排除副產(chǎn)物和未反應(yīng)單體、熔體輸送和泵出成型等一系列化工基本單元操作，因此它是理想的高粘度物料熔態(tài)反應(yīng)方法。反應(yīng)性擠出加工設(shè)計的要求停留時間的要求，擠出機內(nèi)合理反應(yīng)時間一般在幾秒鐘至幾分鐘內(nèi)，最多的停留時間應(yīng)等于單位體積物料流率在某段的有效滯流量；能量的要求，加工聚合反應(yīng)會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，一般難用反應(yīng)擠出機進行，所以要對體系的溫度進行控制；原材料和最終產(chǎn)品的性能，反應(yīng)擠出過程可以用三個主要部分來描述，即流變性、熱傳遞和化學反應(yīng)，它們之間相互影響，決定著擠出機的性能和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。要得到理想產(chǎn)品，必須有效地控制化學反應(yīng)和反應(yīng)溫度。二、防火保護技術(shù)1、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料鋼結(jié)構(gòu)具有高強、高韌、抗震、輕質(zhì)、價廉等獨特的優(yōu)點，在建筑業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在超高層及大跨度建筑方面更顯示出強大的生命力。鋼結(jié)構(gòu)的防火保護措施，如涂裝鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、噴射無機纖維和粘貼柔性卷材等。在實際工程中應(yīng)用最廣泛且最經(jīng)濟有效的方法，是采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。（1）超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料為膨脹型防火涂料，涂層超?。?lt;3mm），一般為溶劑性體系，具有優(yōu)越的黏結(jié)強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點；在受火時緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼構(gòu)件。組成成膜劑：與其它組分匹配，既保證涂層在正常工作條件下具有各種使用性能，又能在火焰或高溫作用下使涂層具有難燃性和優(yōu)異的膨脹效果。如丙烯酸樹脂等，約占總體系的20%～30%；催化劑：催化劑的主要作用是促進和改變涂層的熱分解進程，如促進涂層內(nèi)含羥基有機物脫水炭化形成不易燃的三維空間結(jié)構(gòu)的炭質(zhì)層,減少熱分解產(chǎn)生的焦油、醛、酮的量，阻止放熱量大的炭氧化反應(yīng)發(fā)生等。如聚磷酸銨、多聚磷酸銨、磷酸氫銨等,約占總體系的25%～30%；成炭劑：成炭劑是形成三維空間結(jié)構(gòu)不易燃的泡沫炭化層的物質(zhì)基礎(chǔ),對泡沫炭化層起著骨架的作用，它們是一些含高碳的多羥基化合物，如淀粉、季戊四醇、雙季戊四醇、含羥基的樹脂等。這些多羥基的化合物和脫水催化劑反應(yīng)生成多孔結(jié)構(gòu)的炭化層；發(fā)泡劑：涂層遇熱時，能放出不燃性的氣體，使涂層膨脹，形成蜂窩狀泡沫結(jié)構(gòu)。有三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、氯化石蠟、磷酸銨鹽、氨基樹脂等；無機顏填料：無機填料的比例較少，因其含量過高，會影響涂層的發(fā)泡高度，從而達不到隔熱的目的，但少量顏填料確不可少，因其可使泡沫層更致密，強度更好，從而提高其防火性能。常用的著色顏料有鈦白粉、氧化鋅、鐵黃、鐵紅等；其它成分：10%～15%的溶劑、少量的有機膨潤土、消泡劑等。（2）薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層使用厚度在3-7mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料稱為薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。該類薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料常為雙組分：底層（主涂料）和面層（裝飾層）。該類涂料有一定的裝飾作用，底層不發(fā)泡，面層受火時能膨脹發(fā)泡，以膨脹發(fā)泡所形成的耐火隔熱層，延緩鋼材的溫升，保護鋼構(gòu)件；另外涂料中含的有些組分遇火能相互反應(yīng)而產(chǎn)生不燃氣體的過程是吸熱反應(yīng)，也消耗大量的熱量，有利于降低體系的溫度，具有高效的防火隔熱效果。（3）厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指其涂層使用厚度在8~50mm的涂料，耐火極限可達1.0~3h，又叫鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱噴涂涂料。在火災(zāi)中涂層基本上不膨脹，依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性和涂層中材料的吸熱性來延緩鋼材的溫升，保護鋼構(gòu)件。優(yōu)點：密度輕、熱導(dǎo)率低、耐火隔性好、無毒無味、耐水。由高效隔熱骨料（如膨脹蛭石）、無機粘接劑為主要原料，加入部分防火添加劑、輕質(zhì)材料（如微珠、膨脹珍珠巖等）和化學助劑攪拌混合而成。（4）室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指能適合在室外環(huán)境使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，主要應(yīng)用于建筑物室外和石化企業(yè)等露天鋼結(jié)構(gòu)。室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料有厚涂型、薄涂型、超薄型、水溶性和溶劑性。這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的基料是用耐候性好的（適合于室外使用的）合成樹脂或有機高分子聚合乳液與無機粘接劑，再配以阻燃劑、輕質(zhì)材料、增強材料組成。各組分的復(fù)合可以通過化學或物理過程。所謂化學過程，是通過化學方法，在無機物的分子結(jié)構(gòu)上引入有機物基團，使其性質(zhì)得到改善。而所謂物理過程，多指機械混合過程，得到有機和無機的混合分散液。（5）電纜防火涂料電纜護套多由氧指數(shù)較高的樹脂制成，如聚氯乙烯（PVC，其LOI為42，具有自熄能力）。這些材料在沒有持續(xù)熱源的情況下，也能起到一定的防火作用，一旦已經(jīng)起火或有持續(xù)熱源的存在，其阻燃性或防火能力就變得非常有限。而且這些含氯的材料在著火初期甚至著火前會釋放出大量有毒氣體如CO和腐蝕性氣體如HCl。而且腐蝕性氣體造成的損害遠遠大于火災(zāi)直接造成的損失。因此，僅靠電纜護套材料本身來進行防火保護是不夠的。對電纜進行防火保護最經(jīng)濟、方便、有效的辦法是在現(xiàn)有的電纜上涂刷一層具有良好防火效果的電纜防火涂料。組成基料：基料即成膜物，是涂料的主要原料。阻燃劑：阻燃劑是能增加涂膜阻燃性的物質(zhì),它對防火涂料性能影響極大。選擇的阻燃劑必須能與基料和體系中其他成分相互配合,在遇到火災(zāi)時膨脹發(fā)泡而形成均勻、堅固、致密的隔熱層。阻燃劑是由成碳劑、催化劑和發(fā)泡劑3種組分組成。難燃劑：能增加涂膜難燃性的物質(zhì)。選用氯化石蠟、十溴聯(lián)苯醚、磷酸三氯乙醛酯等。填料：無機填料能增加涂層的耐燃性和阻燃性。常選用云母粉、滑石粉、石棉粉、氧化鋅、氫氧化鋁、硼酸鋅、三氧化二銻等。阻燃增塑劑：改善基料乳液本身所具有的剛性，同時增塑劑兼具阻燃的性能，不但不會影響涂料的防火性能，而且還能略為降低阻燃劑用量。（6）隧道防火涂料作為隧道內(nèi)主體建筑的鋼筋混凝土構(gòu)件是不燃性材料，但在火災(zāi)發(fā)生的短時間內(nèi)，隧道內(nèi)著火現(xiàn)場的局部溫度會迅速升至1000℃；而當大卡車燃燒時，由于車內(nèi)燃料汽油的緣故，隧道內(nèi)火場的最高溫度會達到1350℃

；隨溫度升高，鋼筋混凝土構(gòu)件力學性能急劇降低，直接影響構(gòu)件的承載能力和建筑物的穩(wěn)定性，嚴重時會出現(xiàn)爆裂、襯內(nèi)鋼筋破壞失去支撐力而導(dǎo)致隧道垮塌。隧道防火涂料的特點所用粘接劑為耐高溫的無機粘接劑，固化后不溶于水，能夠滿足所處環(huán)境的潮濕條件；成本低廉，約為普通厚型鋼結(jié)構(gòu)涂料的2/3，并且可以代替厚型鋼結(jié)構(gòu)涂料和預(yù)應(yīng)力混凝土防火涂料；該涂料沒有添加任何有毒的化學物質(zhì)，為非燃燒物，火災(zāi)中發(fā)生燃燒時，無任何有毒氣體產(chǎn)生，符合環(huán)保的要求；該涂料耐候性優(yōu)良，克服了薄型和超薄型等有機防火涂料耐候性差的缺點；該涂料施工方便，既可機械噴涂，也可手工抹涂。防火保護機理隧道防火涂料，首先其自身應(yīng)難燃或不燃，依靠其低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱性，延緩鋼筋的升溫。在高溫或火焰作用下，阻燃劑發(fā)生吸熱反應(yīng)，釋放結(jié)晶水，減緩升溫速度，阻止分解和燃燒過程的繼續(xù)。高溫下阻燃劑分解出自由基鏈式反應(yīng)的阻斷劑，捕獲熱分解過程中產(chǎn)生的自由基，使燃燒過程得以終止。阻燃劑分解形成不揮發(fā)的覆蓋層，隔絕可燃物和氧的接觸，并形成牢固的固化層。催化可燃物發(fā)生脫水和炭化作用，形成炭化層，阻礙熱的傳導(dǎo)，使外部火源不能直接作用在被保護基材上。組成高溫粘接劑：約占涂料總體積的35%～40%。該粘接劑為無機膠凝材料，可滿足隧道所處的潮濕的環(huán)境，固化后粘接強度高。高溫時該粘接劑強度損失小，且耐沖擊、耐冷熱循環(huán)；填料：是涂料的骨架