簡介
防火阻燃材料是一種保護材料,它是能夠阻止燃燒而自己并不容易燃燒的材料,有固體的如說水泥、鋼材、玻璃等材料;有液态的,也簡稱為阻燃劑,在需防火牆體等各種材料表面上如果塗上阻燃劑,它能保證在起火的時候不被燒着,也不會使得燃燒範圍加劇、擴大。
類型
目前阻燃材料主要有有機和無機,鹵素和非鹵。 高阻燃材料有機是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,矽系等阻燃體系。
一般來講有機阻燃具有很好的親和力,在塑料中添加使用,溴系阻燃劑在有機阻燃體系中占據絕對優勢,雖然在環保問題上“非議”多,但一直難以有其他阻燃劑體系取代。
機理
阻燃技術的目的是使非阻燃材料具備阻燃的性能,在一定條件下不容易燃燒或者能夠自熄。阻燃的途徑不外乎以下幾種:
1、阻燃劑使可燃燒物炭化,從而達到阻燃效果。這種阻燃效果主要是在固相中發揮作用,這種類别的阻燃材料主要是磷類阻燃劑(包括有機磷類和無機磷類)。
2、阻燃劑在燃燒條件下形成不揮發隔膜,隔絕空氣達到阻燃目的。這種阻燃效果主要是在液相中發揮作用。這種類别的阻燃材料主要有硼酸鹽、鹵化物、氧化銻和磷類材料,或者這幾種材料間的相互反映生成的物質。
3、阻燃劑分解産物将氫氧自由基連鎖反應切斷從而達到阻燃目的。這種阻燃效果主要是在氣相中發揮作用。這種類别的材料主要是在氣相中發揮作用。這類阻燃材料主要是鹵化物和氧化銻。
4、燃燒熱的分散和可燃物質的稀釋。這類阻燃材料主要是硼酸鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂等物質,主要是因分解大量吸熱、所産生的不燃物質稀釋可燃性氣體而達到阻燃目的。一般,阻燃體系要盡量選用無毒、經濟和具有協同效應的阻燃材料。常用的阻燃體系有:鹵素-氧化銻,磷-氮。但是最常用的還是混合選用的阻燃體系,這樣可以确保發揮綜合的阻燃效能。按照标準的規定,一般采用酒精噴燈燃燒實驗或者模拟巷道丙烷燃燒實驗來檢測産品的阻燃性能。
環保型材料
随着人們環保、安全、健康意識的日益增強,世界各國開始把環保型阻燃劑作為研究開發和應用的重點,并已經取得了一定的成果。阻燃劑按有效元素分類,可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。
目前産品主要有:納米級氫氧化鎂阻燃劑、高純工業級氫氧化鎂阻燃劑、高純工業級改性氫氧化鎂阻燃劑、氫氧化鎂複合阻燃劑、氫氧化鋁阻燃劑、改性氫氧化鋁阻燃劑、輕質氧化鎂、不飽和樹脂阻燃劑、矽橡膠阻燃劑、聚酰胺阻燃劑、PE阻燃劑、pp阻燃劑、PVC阻燃劑、木材阻燃劑、紙張專用阻燃劑、CPE阻燃劑、織物塗層膠阻燃劑、地毯背膠阻燃劑、水性塗料阻燃劑、油性塗料阻燃劑、粉末塗料阻燃劑、各種油墨阻燃劑、熱穩定劑等産品。
産品已廣泛應用于ABS、CAB、PC、PS、天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、CSM、CPE、聚乙烯、含氟聚合物、聚氯乙烯、聚偏二幅乙烯、熱塑性彈性體、矽橡膠、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、PVC/丁腈橡膠共混物、EVA、發泡橡膠、PP、PA等橡膠制品及工程塑料産品中。
填料阻燃
将無機填料作為阻燃劑時,應盡量減少填料對聚合物基材性能的負面影響,降低材料高溫裂解所生成的可燃組分,改善材料的熱物理性能,并防止填料發生物理轉變。
石棉、滑石粉、雲母粉、矽灰石粉等,也可作為阻燃劑。它們實際上是填料,其阻燃機理包括對高聚物的稀釋、蓄熱、導熱、降溫、表面效應等。填料可分為活性的和惰性的兩大類,但這種分類隻是相對的。例如,900℃以下時,石棉隻是一個熱導率低的惰性稀釋劑,但在900℃~1400℃時,石棉可釋出結晶水;1400℃以上時,石棉可發生改變化學結構的吸熱反應,而且石棉中的某些組分也有可能與高聚物的某些熱降解産物相互反應,這時石棉就成為活性填料了。将無機填料作為阻燃劑時,應盡量減少填料對聚合物基材性能的負面影響,降低材料高溫裂解所生成的可燃組分,改善材料的熱-物理性能,并防止填料發生物理轉變。值得注意的是,某些可作為阻燃劑的無機化合物是聚合和縮聚反應的催化劑,它們對聚合物的燃燒或分解産物也具有催化作用,故可促進成炭。例如,某些钛、钴氧化物等可催化聚烯烴類脫氫環化和芳構化。