阻燃剂是用以改善材料抗燃性的物质,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂,含有阻燃剂的材料可防止引发火灾和抑制小火发展成灾难的大火。
现行的阻燃剂,尤其是卤系阻燃剂,是目前世界上产量最大的阻燃剂,添加量少、阻燃效果显著,应用较多的有含氯或溴的阻燃剂。
虽然卤系阻燃剂
有良好的阻燃效果,但其阻燃的同时,也带来了一些严重的问题,放出大量的有毒气体(如HCI,HBr等),卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸,具有很强的腐蚀作用,造成二次公害:产生大量的烟雾;对加工设备也有严重的腐蚀性。
2019年12月5日,欧盟发布法规(EU) 2019/2021,制定了欧盟能源相关产品生态设计指令(ErP指令,2009/125/EC)中有关电子显示器的生态设计要求,禁止在电子显示器的外壳和支架中使用卤系阻燃剂;大于50g的塑料部件应清楚地标识材质类型,如果含有阻燃剂还需标识阻燃剂的相应信息,新法规已于2021年3月1日正式实施。
出于人类对环保的关注,国内外很多厂商正在积极开发无卤阻燃系统,且不断有新的无卤产品问世,目前国内外对无卤阻燃剂也是越来越重视。但是无卤阻燃剂目前仍存在很多使用上的问题。比如:锑系阻燃剂虽然可以大大提高阻燃的效能,但是却只能作为阻燃协效剂与卤素化合物配合,在它们的热分解过程中起阻燃作用,一般不会单独使用。
另外,锑系阻燃剂存在毒性、产烟量大、含重金属等问题。
又比如:红磷作为常用的一种磷系阻燃剂,虽然可减少可燃气体的放出,还具有吸热作用。但是在使用时,红磷存在以下几个问题:
(1)易爆炸,与空气长期接触会放出剧毒PH3气体;
(2)本身为红色,易使制品着色;
(3)容易吸水,与聚合物兼容性差。
因此以上这两种都不是很好的无卤阻燃剂。
近年来,硅系阻燃剂以有害性低而引起世人的重视。按组成和结构可分为无机硅和有机硅系阻燃剂。无机硅系阻燃剂与基材相容性差是其最大的缺陷。相容性差导致基材的力学性能、加工性能受到损害,因此如何提高它与基材的相容性成为无机硅系阻燃剂研究的关键。
有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂。它在赋予高聚物优异阻燃抑烟性的同时,还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度,特别是低温冲击强度。但是大部分有机硅阻燃剂单独使用时,对聚烯烃的阻燃效果较差,很少能通过UL-94 V-0测试。所以一般需要配合协效阻燃剂来提高对聚烯烃的阻燃效果。
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