阻燃剂分类及销售情况

（一）阻燃剂及其阻燃性

所谓阻燃剂，就是用以提高材料抗燃性即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。通过阻燃处理，使固体材料具有防止、减缓或终止有焰燃烧以及提高耐火的性能。常用的阻燃方法有两种：①在材料的表面喷涂阻燃剂（防火涂料）。②在产品生产过程中加入阻燃剂制备阻燃材料。阻燃剂的阻燃性主要通过下列作用来实现：

1.捕捉自由基

根据链锁反应理论，燃烧能够继续并发展下去，是因为活性自由基的作用。在烃类燃烧中，这种活性自由基主要是HO·自由基。卤系阻燃剂在燃烧中释放出的卤化氢（HCl、HBr）具有与HO·自由基反应生成H₂O的作用，使HO·自由基减少，从而达到阻燃的作用。

2.吸收热量

某些阻燃剂在燃烧过程中要吸收大量热量，使燃烧温度难以上升，从而产生阻燃效果。例如，氢氧化铝阻燃剂在300℃时就会发生以下分解反应，同时每克要吸收1.97J的热量，即

2Al(OH)₃=Al₂O₃+3H₂O

又如，硼砂阻燃剂在燃烧受热时，要释放出10个结晶水，同时每摩尔硼砂要吸收142kJ的热量，反应式为

Na₂B₄O₇·10H₂O=Na₂B₄O₇+10H₂O

3.覆盖作用

某些阻燃剂，如磷酸酯类化合物和防火涂料等，在较高温度下会生成稳定的覆盖层，或分解生成泡沫状物质，覆盖于材料表面，使材料因热分解而产生的可燃气难以逸出，同时起到隔热和隔绝空气的作用，从而达到阻燃的目的。

4.稀释作用

磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等阻燃剂在燃烧时被加热能产生CO₂、NH₃、HCl和H₂O等不燃或难燃气体，使材料受热分解释放的可燃气体被稀释而达到阻燃的效果。

5.转移效应

磷酸铵、氯化铵等阻燃剂在被加热时会分解出HCl、H₃PO₄等物质，纤维素在这种酸性环境中被加热，其热分解会发生变化，不是像正常情况下放出可燃气体，而是使纤维素脱水和炭化。因为不产生可燃气体，也就不能很好地燃烧了。

6.增强效应

有些阻燃剂单独使用，其阻燃作用并不显著，但如果同时使用几种阻燃剂，其阻燃作用会大大加强。例如，三氧化二锑（Sb₂O₃）和卤系阻燃剂合用，则效果非常显著。这是因为生成密度很大的SbCl₃和SbBr₃覆盖在材料表面的结果。

应该指出，不同阻燃剂其阻燃机理是不同的，同一种阻燃剂往往是一种或多种阻燃效应同时在起作用。在实际使用时应根据不同材料、不同条件加以选用调配。在选择阻燃剂时，要求阻燃效果好，作用时间长，对材料的物理机械性能无多大的影响，无毒害作用，价格便宜，操作方便。(www.xing528.com)

（二）阻燃剂的分类

根据目前对阻燃剂类别的划分，可以看出，能对聚合物材料起阻燃作用的有元素周期表中第Ⅴ族的N、P、As、Sb、Bi和第Ⅶ族的F、Cl、Br、I以及B、Al、Mg、Ca、Zn、Sn、Mo、Ti等的化合物。常用的是Cl、Br、P、Sb、Al、Mg等元素的无机物和有机物，若这些元素是以化学键的形式结合到聚合物链上的，称为反应型阻燃剂；若掺混在聚合物中，则称为添加型阻燃剂。其中添加型阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。

1.无机阻燃剂

无机阻燃剂的阻燃作用主要是吸热和提高材料表面致密性，它有稳定性好、不挥发、不析出、低毒、价格低廉、安全性高等优点。其缺点是：为达到较好的阻燃效果添加量大，从而导致聚合物材料的加工性能和物理机械性能下降。无机阻燃剂种类繁多，见表2-4。其中氢氧化铝阻燃剂应用很广泛。

表2-4 无机阻燃剂种类

2.有机阻燃剂

有机阻燃剂品种很多，按化合物类别来区分，主要有有机磷系阻燃剂、有机卤系阻燃剂、有机硼系阻燃剂等。在有机磷系阻燃剂中又可分为含卤和不含卤两类。在卤系阻燃剂中则分为氯系和溴系两类。

（1）有机磷系阻燃剂。常用的有机磷系阻燃剂见表2-5。

表2-5 常用有机磷系阻燃剂

经验表明，如果在高聚物中含有5%以上的磷，就有阻燃效果。有机磷系阻燃剂在室温下多为液态，故有增加高聚物流动性的倾向，并且有较大毒性、发烟量大、易于水解和热稳定性差等缺点。

（2）有机卤系阻燃剂。有机卤系阻燃剂的阻燃效果随卤元素的相对分子质量增加而增大，即

I＞Br＞Cl＞F

但碘化物不稳定、易分解，尽管其阻燃效果最好，也很少使用。在实际中，使用的是含氯或含溴的有机阻燃剂。在氯系阻燃剂中比较常用的是氯化聚乙烯和全氯环戊癸烷。含Cl、Br的卤系阻燃剂是唯一用于合成材料阻燃的阻燃材料，特别是用于塑料阻燃，其中溴系阻燃剂由于阻燃效果更好，价格低廉，因此，其应用范围比氯系阻燃剂更广。目前，生产的溴系阻燃剂约有70多种，其销售量一直是各类阻燃剂中最大的，也是复合材料树脂基体和电子电气产品中使用量最多的，全球电子电气产品所用的阻燃剂约有80%左右是溴系阻燃剂。由于溴化物产生热分解后的腐蚀和毒性比氯化物小，阻燃效果比氯化物高，使用溴系阻燃剂越来越多。在溴系阻燃剂中，脂肪族和脂环族类含溴阻燃剂是阻燃效果最好的阻燃剂。但成型加工温度不得超过200℃。四溴双酚A、六溴环十二烷和溴化环氧树脂等的开发，以其热稳定性好、毒性低而得到人们的重视。与磷系、氯系有机阻燃剂比较，溴系阻燃剂的价格较高，但因效果好，所以使用在不断地增加。

（3）有机硼系阻燃剂。硼系阻燃剂有含硼的环氧化物、硼酸化醇酸树脂、硼酸化氰酸酯聚合物，主要用于环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚氨酯等的阻燃。因其具有优良的低毒、抑烟阻燃特性，已成为21世纪阻燃剂发展中引人注目的品种，其中比较成熟的是硼酸三（2，3-二溴）丙酯（FR-B）。

（4）有机硅系阻燃剂。硅系阻燃剂既是一种新型无卤阻燃剂，也是一种成碳型抑烟剂。它作为一类高分子阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点，尤其是因它本身为聚合物材料，因此，对制品的性能影响很小。被誉为“工业维生素”的有机硅材料，以其独特的阻燃性能以及在功能性填充剂开发中的突出功效而日益受到广泛重视。