具备低毒、价格便宜和不生成腐蚀性气体的无机阻燃剂,由于存储上的优点以及价格来源上 的优势,是目前较为常用的阻燃剂。尤其是在现如今对于阻燃产品污染性及安全性高要求的大 环境下,无机阻燃剂渐渐占据了更多的市场份额。目前的无机阻燃剂主要有以下几种:
1.1.1 无机氢氧化物阻燃剂
无机氢氧化物,诸如ATH和MH,在温度超过200时,会和无机盐发生脱水反应,所形成的聚合 物即可视为阻燃剂。目前为止ATH是使用量最大的阻燃剂之一。主要应用于建筑与化工领域内
[4]。
1.1.2 硼系和钼系阻燃剂
硼系和钼系阻燃剂,作为一种新型的阻燃剂,具有阻燃增效,促进炭层形成以及预防熔滴生 成的优点[5]。
1.1.3 氮系阻燃剂
一般为三聚氰胺以及其衍生化合物,受热会进行分解,产生N2等惰性气体,可以降温吸热, 能够与其他阻燃剂进行复配联合使用。氮系阻燃剂无毒、稳定而且便宜,如今已在世界范围内 被广泛应用[6]。
1.1.5 复合阻燃体系
制造复合阻燃体系,需要用到PUR-T,用他来对MCA进行包裹处理。MCA可以达到吸热 的目的,然后能够热解产生的可燃性气体甲醛的浓度的CO2、NH3等惰性气体从而抑制燃烧, 把它和POM 混合可以明显提高相容性。 阻燃POM 的氧指数将会从15%提高到26%,当 PUR-T/MCA 总质量分数变成30%[7]。
1.1.6 现在聚甲醛阻燃存在的一些问题
提升物质氧指数最直接的办法就只在该物质的合成物中加入一些阻燃剂,和别的高分子材 料不一样,POM的改性面临着很多只有它才会遇到的难点,比如: (1)多数酸碱物质对聚甲醛有很大影响,在加工时会加剧它的分解,还会降低其机械性能 (2)聚甲醛和多数填料的相性较差。阻燃剂在POM中分散性差,一方面材料性能会降低,还会出现 “起霜”、“出汗”这些问题,阻燃性能也会与时俱减; (3)优异的阻燃性能,代价是伴随的是大量阻燃剂的加入,以及POM本身优点的衰退。由于这些原 因,所以POM的阻燃改性十分难以被攻克[9]。论文网
1.2 阻燃剂的阻燃机理
1.2.1 阻燃剂的机理
(1)化学法
一般通过可燃分子变形以及终止自由基链锁反应的手段,从微观分子角度达到切断反应继 续,控制燃烧,进而完成阻燃的目的[10]。
(2)物理法
一般通过隔离、冷却以及稀释等手段,从宏观角度设置物理障碍(利用阻燃剂使聚合物表 面炭化形成隔离膜)、降低着火点(使用阻燃剂使燃烧发应内发生分解或脱水等吸热过程)、 以及稀释气体浓度(利用阻燃剂在燃烧时释放一些惰性气体)等具体方式,来阻燃[11]。
1.2.2 常见阻燃剂的阻燃机理
(1)无机阻燃剂 常用的无机阻燃剂:硼化合物阻燃剂,铝化合物阻燃剂,锑化合物阻燃剂,红磷等。 一
般来说在面对固体可燃物时,无机阻燃剂能够对其浓度进行稀释。同时,随着热量的堆积,它 开始通过脱水吸收热量并使其蒸发,通过这种方式降低可燃物表面的温度,同时放出气体稀释 可燃气体的浓度,最后还能在聚合物上形成保护层隔离燃烧[12]。
(2)卤化磷系阻燃剂 氧化磷(RCPX)能够受热分解生成HX、磷化氢R3P,膦容易氧化成氧化膦化物(R3PO),
氧化膦进一步分解,生成覆盖可燃物表面的聚硅酸盐玻璃体,形成隔离层。同聚合物阻燃体系 协同作用时,还能分解产生HCL、CO2等惰性气体,能在一定程度上稀释助燃性气体以达到阻 燃的目的[13]。
(3)膨胀型阻燃剂 膨胀型阻燃剂是近年来以氮、磷为主要成分的阻燃剂,含有这种阻燃剂,表面可形成一层