阻燃剂选择原则优化方案：如何选择适合的阻燃剂？

阻燃剂的阻燃机理各不相同，阻燃剂的品种又有几百种，而且不同品种之间又有协同作用，因此，对于一个特定的阻燃塑料品种而言，选择高效、价廉而又不影响原有性能的阻燃剂十分重要。

首先，作为性能良好的阻燃剂，应具备下列条件：

1）阻燃效率高。可以使所阻燃的材料达到应有的阻燃等级。

2）对材料的性能影响小。使所阻燃的材料物理性能，如热学性能、力学强度和电学性能等不发生太大改变。

3）与材料的相容性好。能够在所阻燃的材料中均匀分散，并有较好的亲和力。

4）加工工艺可行。应用传统的加工工艺可以成型。

5）有较高的性价比。制得的阻燃材料成本可以被市场所接受。

6）环保，无毒性，无有害物质释放。

此外，在阻燃配方设计时，还应考虑以下几个方面：

（1）主、辅阻燃剂的选择 主阻燃剂往往是一些阻燃效果好，发挥主阻燃作用的阻燃剂；而辅阻燃剂是一些阻燃效果不太好，或单独使用效果不好，而协同使用效果明显的阻燃剂。辅阻燃剂往往还起到消烟剂的作用。

主阻燃剂常为有机卤系、磷系、无机氢氧化物、硼酸锌或阻燃树脂等。在具体选择主阻燃剂时，一般尽量选择两个或两个以上互相配合使用，如溴系和氯系配合，卤系和磷系配合，有机类和无机类配合以及无机金属氢氧化物之间的配合。

主阻燃剂的加入量一般较大，如阻燃树脂的加入量为30～40质量份；金属氢氧化物的加入量最大可达60质量份，最小也要30质量份以上；有机类阻燃剂加入量一般为20质量份左右。

辅阻燃剂可分为两类，一类为主阻燃剂的协效剂，另一类为消烟剂。主阻燃剂的协效剂主要有Sb₂O₃及有机氮类。消烟剂主要为钼化物及CuO、ZnO、Fe₂O₃等金属氧化物。选择辅阻燃剂也尽可能多选几个品种，起到优势互补的作用。

一般辅阻燃剂的加入量远远小于主阻燃剂，如金属氧化物只需加入5质量份左右，有机氮类也只需加入10质量份左右。

（2）阻燃剂之间的协同作用 不同阻燃剂并用，可以起到协同作用，具体协同作用实例有：

1）卤系与锑系。Sb₂O₃单独加入阻燃效果不好，同卤素阻燃剂一起加入，具有优异的阻燃效果。但要按一定的比例配合，一般为3∶1（质量比，下同）。(www.xing528.com)

2）卤系与磷系。在卤、磷复合体系中，卤系主要发挥气相阻燃效果，而磷系则主要发挥固相阻燃效果，两者一起形成一个完整的气-固相阻燃体系，从而提高了两者单独使用效果。卤系与磷系两者的配合比例一般为3∶2。

3）磷系与氮系。氮系的加入可以促进磷系的炭化作用。

4）Al（OH）3与Mg（OH）2。两者一起加入，除各自发挥作用外，Mg（OH）2还有促使塑料表面炭化的作用，而Al（OH）3也可以促进Mg（OH）2的炭化。两者配合比例一般为2∶1～3∶1之间。

此外，磷系与锑系、氮系与锑系、红磷与炭黑、有机硅类同二碱式亚磷酸铅或三碱式硫酸铅、金属氢氧化物与红磷、聚磷酸酰胺等无机磷系均有协同作用。

（3）阻燃剂之间的加合作用 阻燃剂之间的加合作用是指阻燃剂之间无明显的协同作用，但一起加入会起到互相补充的作用。比较典型的实例有：

1）金属氢氧化物和金属氧化物搭配使用能增大消烟功能。

2）Sb₂O₃价格高，与其他金属氧化物搭配使用，可以调整Sb₂O₃协同体系的分解温度，常用的有Sb₂O₃-SiO₂及Sb₂O₃-ZnO等。

3）MoO₃消烟效果十分好，但价格太高，常同其他价廉消烟剂搭配使用，从而降低价格。常用的有MoO₃-ZnO、MoO₃-MgO、MoO₃-Cu₂O、MoO₃-ZnO（MgO）等。

4）有机阻燃剂与消烟剂搭配，具有阻燃、消烟双重功效。

（4）阻燃剂之间的对抗作用 有些阻燃剂之间具有对抗作用，若一起加入，会降低阻燃效果。比较典型的实例有：硬脂酸锌不宜同溴系一起加入；有机硅不宜同卤化物或红磷一起加入；比表面积较大的炭黑，会加剧聚烯烃的燃烧，因此，要求炭黑不应同阻燃剂一起加入，如必须一起加入，要同时加入硼酸锌和偏硼酸钡，以改善其阻燃；在溴系阻燃体系中，不应加入CaCO₃，尤其是Mg_- CO₃，两者有对抗作用。

此外，还应考虑阻燃剂的粒度，粒度越小，阻燃效果越好；对于透明制品，应尽量选用透明有机阻燃剂，如必须选择无机阻燃剂，应选用Sb₂ O₃、硼酸锌及卤化锡类；当选择无机阻燃剂时，要进行偶联处理，以增大同树脂的相容性。表2-29列出了各树脂适用的阻燃剂，供选择时参考。

表2-29 各树脂适用的阻燃剂

（续）