燃烧性能 阻燃剂环保型阻燃剂.doc

燃烧性能 阻燃剂环保型阻燃剂1 燃烧性能1.1 定义燃烧性能是指建筑材料燃烧或遇火时所发生的一切物理和化学变化， 这项性能由材料表面的着火性和火焰传播性、发热、发烟、炭化、失重， 以及毒性生成物的产生等特性来衡量1.2 等级划分我国国家标GB8624-97将建筑材料的燃烧性能分为以下儿种等级A级：不燃性建筑材料级：难燃性建筑材料B2级：可燃性建筑材料阳级：易燃性建筑材料新国标《建筑材料及其制品燃烧性能分级》(GB8624-2006) T 2007 年3月1日实施，其中将建筑材料及其制品的燃烧性能分为Al、A2、B、C、 D、E、F七个等级为新旧标准顺利对接，公安部［20073182号文对新老规范燃烧性能标准 分级作出说明：新标准Al、A2级对应于旧标准的A级，新标准B、C级对 应于旧标准的级，新标准D、E级对应丁旧标准B2级1.3 相关资料附录B常用建筑内部装修材料燃烧性能等级划分举例表B材料类别级别材料举例各部位材料A花岗石、大理石、水磨石、水泥制品、混凝土制品、石 膏板、石灰制品、粘土制品、玻璃、瓷砖、马赛克、钢铁、铝、铜合金等顶棚材料B1纸面石膏板、纤维石膏板、水泥刨花板、矿棉装饰吸声 板、玻璃棉装饰吸声板、珍珠岩装饰吸声板、难燃胶合板、难燃中密度纤 维板、岩棉装饰板、难燃木材、铝箔复合材料、难燃酚醛胶合板、铝箔玻 璃钢复合材料等墙面材料Bl纸面石膏板、纤维石膏板、水泥刨花板、矿棉板、玻璃 棉板、珍珠岩板、难燃胶合板、难燃中密度纤维板、防火塑料装饰板、难 燃双面刨花板、多彩涂料、难燃墙纸、难燃墙布、难燃仿花岗岩装饰板、 氯氧镁水泥装配式墙板、难燃玻璃钢平板、PVC塑料护墙板、轻质高强复合 墙板、阻燃模压木质复合板材、彩色阻燃人造板、难燃玻璃钢等B2各类天然木材、木制人造板、竹材、纸制装饰板、装饰微薄木贴面 板、印刷木纹人造板、塑料贴面装饰板、聚脂装饰板、复塑装饰板、塑纤 板、胶合板、塑料壁纸、无纺贴墙布、墙布、复合壁纸、天然材料壁纸、 人造革等地面材料B1硬PVC塑料地板，水泥刨花板、水泥木丝板、氯丁橡胶 地板等B2半硬质PVC塑料地板、PVC卷材地板、木地板氯纶地毯等装饰织物B1经阻燃处理的各类难燃织物等B2纯毛装饰布、纯麻装饰布、经阻燃处理的其他织物等其他装饰材料B1聚氯乙烯塑料、酚醛塑料、聚碳酸酯塑料、聚四氟 乙烯塑料、三聚氧胺、咏醛塑料、硅树脂塑料装饰型材、经阻燃处理的各 类织物等。

另见顶棚材料和墙面材料内中的有关材料B2经组燃处理的聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、玻璃钢、化纤 织物、木制品等2 阻燃剂2.1 定义阻燃剂乂称难燃剂，耐火剂或防火剂：赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂；依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂根据组成，添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂（有机氯化物 和有机澳化物）、磷系阻燃剂（赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等）和氮系阻燃剂等反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体止匕外，具有抑烟作用的钢化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范 畴主要适用于有阻燃需求的塑料，延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧 使其点燃时间增长，点燃自熄，难以点燃2.2 概述fire retardants； flame retardants阻燃剂冃前主要有有机和无机，卤索和非卤有机是以漠系、氮系和«*■■■■■■»红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锐、氢氧化镁、 氢氧化铝,建系等阻燃体系一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力在塑料中,澳系阻燃剂在有机阻 燃体系中占据绝对优势，虽然在环保问题上“非议”多端但一直难以有其 他阻燃剂体系取代在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效 率高、低烟、低毒、用途广泛等优点；红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无 机阻燃剂复配使用，制成复合型磷/镁；磷/铝；磷/石墨等非卤阻燃剂，可 使用阻燃剂量人幅降低，从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。

但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，容易引起粉尘爆炸，运输困难，与高 分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受到了限制为弥补这方面不足，以 扩大红磷应用范围，我们采用了国外先进的微胶囊包覆工艺，使Z成为微 胶囊化红磷微胶囊化红磷除克服了红磷固有的弊端外，并具有高效，低 烟，在加丁•中不产生有毒气体，其分散性、物理、机械性能、热稳定性及 阻燃性能均有提高和改善2.3阻燃剂的类型阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生, 保护人民生命财产而发展起来的一门科学阻燃剂是阻燃技术在实际生活 中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂， 广泛应用丁各类装修材料的阻燃加工中经过阻燃剂加工后的材料，在受 到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到 阻燃的作用根据不同的划分标准可将阻燃剂分为以下儿类：2.3.1按所含阻燃元素分按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃 剂、磷一卤系阻燃剂、磷一氮系阻燃剂等儿类卤系阻燃剂在热解过程中, 分解出捕获传递燃烧自由基的X?及IIX, IIX能稀释可燃物裂解时产生的可燃 气体，隔断可燃气体与空气的接触。

磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸 酹或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生磷酸酹在热 解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二 氧化碳，起到阻燃作用在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促 进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气 体的作用磷一卤系阻燃剂、磷一氮系阻燃剂主耍是通过磷一卤、磷一氮 协同效丿应作用达到阻燃冃的，具有磷一卤、磷一氮的双重效应，阻燃效果 比较好2.3.2按组分的不同分按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻 燃剂三种无机阻燃剂是冃前使用最多的一类阻燃剂，它的主耍组分是无 机物，应用产品主耍有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一钱、磷酸二鞍、氯化 鞍、硼酸等有机阻燃剂的主要组分为有机物，主耍的产品有卤系、磷酸 酯、卤代磷酸酯等还有一部分有机阻燃剂用丁•纺织织物的耐久性阻燃整 3,如六漠水散体、十溟一三氧化二锐阻燃体系，具有较好的耐洗涤的阻 燃性能有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品，主要用非 水溶性的有机磷酸酯的水乳液，部分代替无机盐类阻燃剂在三大类阻燃 剂中，无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛应用于各类 领域，需求总量占阻燃剂需求总量一半以上，需求增长率有增长趋势。

2.3.3按使用方法分按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型添加型阻燃剂主 要是通过在可燃物中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用反应型阻燃剂则是通 过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，从而提高材料的抗燃性，起到 阻止材料被引燃和抑制火焰的传播的冃的在阻燃剂类型中，添加型阻燃 剂占主导地位，使用的范围比较广，约占阻燃剂的85%,反应型阻燃剂仅 占 15%2.3.4各树脂适用的阻燃剂材料可采用的阻燃剂聚烯坯PP/PE：氢氧化镁，氢氧化铝，TDCPP,聚磷酸鞍,八澳醸,磷 酸三苯 酯，六漠环I•二烷,MPP,硼酸锌,I沖臭二苯乙烷,包覆红 磷，TBC 聚氨酯 PU : TCEP, TCPP, TDCPP, DMMP,磷酸三苯酯，MPP, FB 不饱和树脂 UPR : TCPP、TDCPP、DMMP、HBCD. TBC尼龙PA6/PA66 : MCA, MPP, FB,十溟二苯乙烷，|•漠二苯醛,包覆红磷聚酯PBT/PET： TDCPP,磷酸三苯酯，MPP,十漠二苯乙烷，十漠二苯 醴，包覆红磷聚苯乙烯 PS : TCPP, TDCPP, IIBCD, MCA, TBC, MPP,十漠二苯乙烷， 十漠二苯醛，硼酸锌环氧树脂EP： TCPP, TDCPP, IPPP,十漠二苯瞇，DMMP,磷酸三苯酯, 十漠二苯乙烷聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS：八漠醸，磷酸三苯酯，十漠二苯乙烷， 十漠二苯醛，TBC聚碳酸酯PC： 磷酸三苯酯，HBCD,MCA聚氯乙烯PVC : TCEP, TCPP, TDCPP, IPPP, MCA,八漠醴，磷酸三苯 酯酚醛树脂PF： TCEP, TCPP, TDCPP,磷酸三苯酯，硼酸锌 纸张Paper :磷氮系液体阻燃剂FR2003纺织品Textile :磷氮系液体阻燃剂FR2003 (耐久)聚甲醛POM : MCA防火涂料Paint : TCPP, MCA,聚磷酸钱，硼酸锌，MPP , PPO 聚四氟乙烯微粉2.3 阻燃剂的阻燃机理阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、 抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。

多数阻燃剂是通过若干机理共同作 用达到阻燃冃的2.3.1热作用任何燃烧在较短的时间所放岀的热量是有限的，如果能在较短的时间 吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面 和作用丁•将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应 就会得到一定程度的抑制在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应, 吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体 的生成，阻止燃烧的蔓延A1(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物 的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能 这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时人量吸热的特性，提高其自身的阻燃 能力2.3.2覆盖作用在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡 沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用， 从而达到阻燃H的如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交 联状固体物质或碳化层碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解， 另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程2.3.3抑制链反应根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基阻燃剂可作用丁 气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区 的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

如含卤阻燃剂，它 的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，肖聚合物受热分解时，阻燃剂 也同时挥发出来此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤 素便能够捕捉燃烧反应中的口由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火 焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止2.3.4不燃气体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解岀来的可燃气体的浓度 冲淡到燃烧下限以下同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀霽的作用，阻止 燃烧的继续进行，达到阻燃的作用2.3.5燃烧和阻燃的机理燃烧和阻燃的机理在3节及表3和表4中，我们论述了决定纺织品纤维固有燃烧行为的 基本热参量为了了解现有纺织品阻燃剂如何起作用以及更重要的一如何 研发未来的阻燃剂，关键是更为深入地探索成纤聚合物的燃烧机理5. 1阻燃策略图7所示为纺织品燃烧机理（作为一种反馈机理）的过程，在这种燃烧 中，燃料（来自热降解或热解纤维）、热（来自引燃和燃烧）和氧（来自空气） 均作为主耍成分发挥作用为了中断这种机理，人们提出了 5种方式Q）〜 （e）0阻燃剂可在其中的一种或多种方式下发挥作用以下所列为各个阶段 及相关的阻燃作用：a） 除热；b） 提高分解温度；c） 减少可燃挥发物的形成，增加炭量；d） 减少与氧的接触或稀释火焰；e） 干扰火焰化学反应和/或提高燃料点燃温度（Tc）；熔解和/或降解和/或脱水需吸收大量的热（例如，在背涂层中含无机 和有机磷的制剂、氢氧化铝或水化氧化铝）。

通常不为阻燃剂所利用；而在 固有耐火。