无卤阻燃
- 作者：东莞市聚石鑫化工有限公司
- 发布日期：2013-08-03
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无卤阻燃
阻燃是个沉重的话题。
但是，火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。新的阻燃体系，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体。无卤阻燃添加剂主要以磷系化合物和金属氢氧化物为主。这两类化合物，燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂，另外还有硅系阻燃剂及氮系阻燃剂等几类新型的无卤阻燃剂。
无卤阻燃就是在材料中加入相适的无卤阻燃剂来达到这一目的的。
无卤阻燃分类
磷系无卤阻燃剂
磷氮系无卤阻燃剂还包括膨胀型无卤阻燃剂，它主要通过凝聚相发挥作用。在较低温度下，由酸源产生能酯化多元醇（碳源）和可作为脱水剂的酸；在稍高的温度下，酸与多元醇（碳源）进行酯化反应，而体系中的胺则作为此酯化反应的催化剂，加速反应进行；体系在酯化反应前或酯化过程中熔化；反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡。磷系阻燃剂主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及杂环类等。 1、磷酸酯。磷酸酯阻燃剂属于添加型阻燃剂。由于其资源丰富?价格便宜?应用十分广泛。磷酸酯是由相应的醇或酚与三氯化磷反应?然后水解制得。市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。磷酸酯的品种多?用途广?但大多数磷酸酯产品为液态?耐热性较差?且挥发性很大?与聚合物的相容性不太理想。为此?国内外开发出一批新型磷酸酯阻燃剂?如美国的Great Lake公司开发的三(1-氧代-1-磷杂-2?6?7-三氧杂双环[2?2?2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯?Trimer?及1-氧-4-羟甲基-2?6?7-三氧杂-1-磷杂双环[2?2?2]辛烷(PEPA)。Trimer的特点是结构对称?磷的含量达21.2%?PEPA的含磷量为17.2%。这两种磷酸酯阻燃剂为白色粉末。热稳定性非常好?且与聚合物有很好的相容性。 ?2、膦酸酯。膦酸酯阻燃剂是很有发展前途的一种阻燃剂?由于膦酸酯分子中存在C-P键?所以其稳定性非常好?有非常好的耐水性、耐溶剂性。国外的膦酸酯产品有Giba-Geigy公司研制的Pyrovatex为N-羟甲基丙酰胺类甲基膦酸酯?Mobil公司研制的Antiblaze为环中膦酸酯。国内也对膦酸酯进行了研究?合成出的膦酸酯有N?N-对苯二胺基?2-羟基?二苄基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯?DMMP??其中DMMP是近年开发出来的一种添加型阻燃剂。DMMP是以亚膦酸三甲酯为原料?在催化剂作用下发生异构化反应?经过分子重排制得。DMMP最显著的特点是含磷量高达25%?阻燃效果非常好?添加量为常用阻燃剂的一半时就能发挥同样的功效。 ?3、氧化膦。氧化膦的水解稳定性优于磷酸酯?是一种稳定性极高的有机膦化合物?可用作聚酯的阻燃剂?阻燃聚酯色泽好?机械性能好。该类阻燃剂分为两大类?一类是添加性?另一类是反应性。近年来人们在高相对分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦单体?制备阻燃型工程塑料已经成为研究的热点。用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚?可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等?通过反应将含磷单体结合到合成材料的分子链上?赋予材料永久的阻燃性?而且不会渗出。?4、杂环类。有机磷杂环化合物是近年来阻燃剂研究中非常活跃的领域之一?主要有五元环、六元环及螺环类化合物。其中五元磷杂环阻燃剂品种较少?一般用于聚酯和聚酰胺及聚烯烃的阻燃?六元杂环在磷杂环阻燃剂中占据主导地位?主要有磷杂氧化膦、磷酸酯、笼状磷酸酯、膦酸酯和亚磷酸酯等?可用于聚酯、环氧树脂和聚氨酯等多种材料的阻燃处理。磷螺环阻燃剂大多数由季戊四醇与磷化合物反应制得?分子中一般都含有大量碳?含有2个磷原子?含磷量高?阻燃效果好?可作为膨胀型阻燃剂?在材料中起到增塑、热稳定和阻燃的作用。
无机阻燃剂
氢氧化铝AL(OH)3其用量占阻燃剂使用总量的40%以上。氢氧化铝本身具有阻燃、消烟、填充三个功能，因其不挥发，无毒，又可与多种物质产生协同阻燃作用，被誉为无公害无机阻燃剂。做无卤阻燃时还要加入南京塑泰的相容剂ST-3改善聚烯烃基体与无机阻燃界面的相容性和粘接性。提高氢氧化镁及氢氧化铝的分散性及相容性，从而最大限度的提高电缆料的阻燃性，降低烟指数、发烟量、发热量和一氧化碳的产生量，提升氧指数，改善滴落性能等，显著提高材料的力学性能和热性能。
[2无机阻燃剂具有价格低廉，来源广泛，无毒、无腐蚀，在燃烧时不造成二次污染等优点。为了减少阻燃剂的有害副作用，各国都在集中力量研制高性能无机阻燃剂。微细化、表面改性、微胶囊化的无机阻燃剂必将成为塑料行业的新宠。
总之，无机阻燃剂的发展趋势将是高效、抑烟性好、无毒廉价、对塑料制品使用性能影响小的阻燃剂，当前则应特别关注各种新型的无机阻燃剂。
总之，无机阻燃剂的发展趋势将是高效、抑烟性好、无毒廉价、对塑料制品使用性能影响小的阻燃剂，当前则应特别关注各种新型的无机阻燃剂。
红磷
是一种性能优良的阻燃剂，具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果，但易吸潮、氧化、并放出剧毒的气体，粉尘易爆炸，呈深红色，因此使用受到很大的限制。为了解决上述一些缺点，对红磷进行表面处理是研究的主要方向，其中微胶囊化是最有效可膨胀石墨
是近年出现的一种新型无卤阻燃剂，它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理，然后经水洗、过滤、干燥后，再在900-1000C下膨化制得。可膨胀石墨膨胀的初始温度为220C左右，一般在220C开始轻微膨胀230-280C迅速膨胀，之后体积可达原来的100多倍，甚至280倍。可膨胀石墨在阻燃过程中主要起到以下作用：
(1)在高聚物表面形成坚韧的炭层，将可燃物与热源隔开；
(2)在膨胀过程中大量吸热，降低了体系的温度；
(3)在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子，促进脱水碳化，并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。
聚磷酸铵(APP)
是一种性能良好的无机阻燃剂，是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域，其外观为白色粉末，分解温度>256C，聚合度在10-20之间为水溶性的，聚合度大于20的难溶于水。APP比有机阻燃剂价廉，毒性低，热稳定性好，可单独或与其它阻燃剂复合用于塑料的阻燃。高温下，APP迅速分解成氨气和聚磷酸，氨气可以稀释气相中的氧气浓度，从而起阻止燃烧的作用。
无卤阻燃电缆应用
无卤，阻燃现场总线电缆是专为自动化系统和分散式场区的外围设备之间的通信。现场总线电缆替代传统的并行传输24 V或0-20 mA的信号。
无卤阻燃电缆结构
芯线绝缘： DIN VDE 0819颜色代码：红色，绿色在层 绞合：包装材料：铝箔屏幕：镀锡铜编织导体：裸铜绞线外护套：无卤防火保护的热塑性护套颜色：紫色
无卤阻燃电线电缆评分
峰值工作电压：最大350 V测试电压： 1500 V
温度范围
静态：-40 / +80°C移动安装：-30 / +80°C
无卤阻燃电缆技术参数
最小弯曲半径： 12×OD 特性阻抗3 - 20 MHz时： 150 O±10% 无卤素： DIN VDE 0472 燃烧特性：无火焰传播，阻燃性和自熄腐蚀性：无腐蚀性大火气体发展
烟密度非常低 对于固定安装 耐候性：良好
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