浅谈聚丙烯阻燃剂分类 溴系地位高

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可用于聚丙烯的阻燃剂品种繁多，按化学组成成分可归类为两大类：有机阻燃剂与无机阻燃剂；按使用方法又分为反应性和添加性。具有代表性的阻燃剂有溴系、磷氮系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。

1、溴系阻燃剂

由于C-Rr键的键能较低，大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解，此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围，所以在聚丙烯受热分解时，溴系阻燃剂也开始进行分解，并能捕捉其降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的链反应。同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，这种气体密度大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。

溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃应用上具有重要地位，目前的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇，溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使其应用受到了一定限制。

2、磷-氮系阻燃剂

磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。磷-氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的优点。

膨胀型阻燃剂一般由三个部分组成：酸源（脱水剂），碳源（成碳剂）和气源（氮源和发泡源）。膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用。

3、磷系阻燃剂

磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初起分解时脱水二碳化，这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物，它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与（OH）3和Mg（OH）2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。

常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三（二甲苯）酯

、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化，其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。产生的毒性气体和腐蚀气体比卤系阻燃剂少。其主要优点是效率高，对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小，加工和燃烧中腐蚀性小，有阻碍复燃的作用，极少或不增加阻燃材料的质量。但大多数磷酸酯类阻燃剂也存在着一些缺点，如耐热性差、挥发性大、相容性不理想，而且在燃烧时有滴落物产生等。

含磷无机阻燃剂最主要的产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。随着无卤阻燃剂材料用量的增加，红磷阻燃剂用量也在增加，红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好，含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点二获得广泛的应用。

4、氢氧化铝AL（OH）3（简称ATH）

在200-300℃之间分解，吸热量为1967.8j/g,是集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂。它具有无毒、无腐蚀性、稳定性好、不挥发、高温下不产生有毒气体的优点，且价格低廉、来源广泛。但作为阻燃剂，它也有填充量大、力学性能下降、加工性变差的缺点。AL（OH）3开始分解的温度正处于聚合物从凝相变为液相过程中，故对抑制聚合物材料早期温度的上升起作用。当AL（OH）3添加质量分数为40%时，可显著减缓材料的热分解速度，具有阻燃及降低发烟量的效果。

5、氢氧化镁

氢氧化镁在340-490℃之间分解，吸热量为782.9j/g，热稳定性好，具有良好的阻燃及消烟效果，特别适宜于加工温度较高的聚丙烯材料。Mg（OH）2用于PP时（添加量大于50%）具有良好的阻燃效果，优于AL(OH)3。在相同的填充量下，不同的氢氧化铝、氢氧化镁配比其阻燃效果差别不明显，但两种复合使用比单独使用效果要好，因为虽都是脱水反应，但在分解温度和吸热量上有差别。氢氧化镁需要在更高的温度下才脱水，并同时有碳化效果，二氢氧化镁的吸热量相对小些，因其抑制材料温度上升的效果不如氢氧化铝，两者复合使用则能相互补充，其阻燃性能比单独使用效果要好。但Mg（OH）2也有耐酸性差、分散性及相容性差等缺点，需开发相容性好的新品种。