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高分子材料大多易燃可燃，放热率高，热值高，火焰传播快，灭火困难。有时，它们还产生烟雾和有毒气体，对人们的生命和财产构成威胁。因此，电子电气设备、家居建材等材料都有相关的防火标准，添加阻燃剂是实现高分子材料阻燃的主要方法。

一、阻燃剂的定义

阻燃剂又称阻燃剂、阻燃剂或阻燃剂，是一种用于提高材料的阻燃性，防止材料被点燃，抑制火焰蔓延的添加剂。它有助于防止火灾，减缓火势蔓延，减少热量释放，烟雾和有毒物质排放，最重要的是，增加安全逃生的时间。

阻燃剂的历史可以追溯到1820年。自20世纪60年代以来，阻燃剂逐渐大量生产和应用。如今，阻燃剂已经发展成为仅次于增塑剂的第二大添加剂。

阻燃剂的阻燃机理主要包括：

1)吸热：阻燃剂受热分解，挥发吸热，降低可燃物表面温度，起到阻燃作用；

2)覆盖功能：加热后形成覆盖层，隔热隔氧；

3)中断链式反应：捕获燃烧产生的自由基，从而延缓或终止燃烧反应；

4)不可燃气体窒息：不可燃气体受热分解，氧气和可燃气体浓度被稀释。

二。阻燃剂的类型

阻燃剂种类繁多，按化学结构可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。按元素种类可分为卤素、磷、氮、硅、镁铝、钼。根据阻燃剂与阻燃材料的关系，分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。下图显示了阻燃剂的一般分类：

目前使用的阻燃剂主要有三类：无机、有机磷和有机卤素。这三类阻燃剂的性能、阻燃效率、环保性和优点如下：

1.卤素阻燃剂

卤素阻燃剂是一种以卤素为主要阻燃成分的有机阻燃剂，从20世纪60年代开始广泛使用。溴系阻燃剂就是其中的代表，是目前世界上用量最大的有机阻燃剂之一。溴系阻燃剂在300分解，可以捕获高分子材料降解反应产生的自由基，从而延缓或终止燃烧反应，释放阻燃性HBr气体阻断可燃气体。

产品：四溴双酚a、十溴二苯乙烷等。

特点：阻燃效率高，用量少，价格适中，对材料性能影响不大，但燃烧时发烟量大，有有毒和腐蚀性气体。

图十溴二苯乙烷阻燃剂母料，王海化学公司

发展：国际社会先后颁布了POPs公约、WEEE、RoHS、REACH等法律和政策。基于卤素的阻燃剂在环境保护方面日益受到限制。由于全球溴资源的稀缺性和垄断性，溴的价格快速上涨，导致溴系阻燃剂的成本优势逐渐丧失，市场份额逐渐下降。

2.磷阻燃剂

磷系阻燃剂包括有机磷阻燃剂和无机磷系阻燃剂。特点：低毒、低烟、低卤甚至无卤、高效、低剂量等。

汉中卓尔电线电缆用光微胶囊红磷母料

1)有机磷阻燃剂

产品：膦酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、有机磷、氧化膦和磷氮化合物等。

含磷化合物受热分解的产物具有非常强的脱水作用，可以碳化被覆盖的聚合物表面，形成碳膜，隔绝空气，从而达到阻燃的效果。

缺点：耐热性差，挥发性高，恶化塑料的热变形温度。

2)无机磷阻燃剂：

产品：红磷、微胶囊红磷、磷酸铵、聚磷酸铵等。

APP适用于膨胀

氢氧化铝，简称ATH，具有阻燃、抑烟、填充等功能，无毒廉价，是最重要的无机阻燃剂。ATH在250左右开始脱水吸热，在材料表面生成氧化铝，抑制了材料的燃烧。它可用于弹性体、热固性树脂、热塑性塑料等。

图超细高白氢氧化铝，超联股份

2)氢氧化镁

氢氧化镁是目前发展较快的一种添加型阻燃剂。低烟无毒，能中和燃烧过程中的酸性和腐蚀性气体。氢氧化镁的分解温度比ATH高350~400，适用于加工温度较高的工程塑料。但氢氧化镁不能用于热塑性聚酯树脂，因为它能催化树脂分解。

由于无机氢氧化物阻燃效率低，无机氢氧化物的添加量一般高达50%~70%，影响材料的性能。因此，需要进行表面处理，以提高其与材料的相容性。

4.硼酸锌

锌具有许多功能，例如阻燃、抑烟、成碳、抑制阴燃和防止液滴形成。价格低廉，无毒无刺激，此外，不影响材料的强度、伸长率和热老化。锌可以单独使用，也可以与有机卤化物和三氧化二锑配合使用，阻燃效果更好。

5.三嗪阻燃剂

三嗪类阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物，具有反应功能多样、热稳定性优异、阻燃效果好、与聚合物相容性好等特点。

产品：三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、MPP、MP等。

三聚氰胺及其衍生物适用于膨胀型阻燃体系，主要用于膨胀型阻燃尼龙。

6.膨胀阻燃剂

1)磷氮膨胀型阻燃剂

磷氮阻燃剂是一种以磷和氮为主要成分的阻燃剂，阻燃效果好，发烟量少，有毒气体少。磷氮阻燃剂受热时形成多孔层，起到隔热、隔氧的作用。释放的水蒸气和氨气可以使碳层发泡，有利于阻燃。目前使用最广泛的磷氮膨胀型阻燃剂是三聚氰胺、APP和PER体系。

图：磷氮阻燃剂，汉中卓尔

2)可膨胀石墨

可膨胀石墨是以天然石墨为原料，经浓硫酸酸化，然后洗涤、过滤、干燥，在900~1000膨化而成。可膨胀石墨的体积随着温度的升高膨胀数百倍，在聚合物表面形成碳层，隔绝热源，在膨胀过程中吸收大量热量，在夹层中释放酸性离子，促进脱水碳化，与燃烧产生的自由基结合，抑制链式反应。可与磷化合物和金属氧化物配合使用，产生协同效应，少量添加即可达到阻燃目的。

日益严格的消防安全标准和塑料应用的快速增长使得阻燃剂的市场呈现增长趋势。而我国强制性阻燃标准较少，阻燃技术相对落后。目前溴系阻燃剂仍是主要的。受国外禁止或限制使用部分溴系阻燃剂的影响，我国无卤、高效、低毒、低烟阻燃剂发展迅速，交联、超细化、微胶囊化、表面改性、协同复配等阻燃新技术成为研究热点。(来源：爱帮高分子)

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