- A+
人類早期的阻燃歷史,實際上是發(fā)展無機阻燃劑的歷史。幾個世紀以前就已為人類應用的幾個無機阻燃劑,至今仍廣為應用。另外,普遍認為在氣相中具阻燃作用的氣體(如HCl、HBr、NH?等),都是簡單的無機分子。很多無機阻燃劑熱分解時,能釋出上述氣體中的一種或數種。無機阻燃劑大多不揮發(fā)而是受熱時分解,且分解時一般是吸熱的,并生成不燃氣體CO2、H2O、SO2、SO3、HCl、HBr、SbCl3、SbBr3和NH3等。無機阻燃劑的實際分解過程可能是十分復雜的,如有不同價態(tài)的陽離子存在,則無機鹽的氣態(tài)分解產物可能是該陽離子的氧化劑或還原劑。帶氧陰離子無機鹽的最后分解產物常常是一種氣體和一種氧化物。這類無機鹽如果用作有效的阻燃劑,必須在與被阻燃基質匹配的適當溫度下分解為氣體和固態(tài)殘留物。對于通常的塑料或聚合物材料,這適當溫度為150~400℃。只有在此溫度范圍內分解的無機阻燃劑才能在火災初起階段發(fā)揮阻燃作用。所以,像碳酸鈣是不宜作為阻燃劑的,因為它要在900℃左右才能分解放出CO2。
選擇可分解無機鹽阻燃劑時,主要根據其中所含陽離子的性質。對含氧陰離子的鹽,其熱穩(wěn)定性只與其中的陽離子有關,而與陰離子的性質無關。堿金屬和堿土金屬的鹽一般是離子型鹽,它們的熱穩(wěn)定性過高而不宜用作阻燃劑。過渡金屬鹽中陽離子和陰離子的電負性差較小,最有可能作為塑料和聚合物的阻燃劑。業(yè)已發(fā)現,很多過渡金屬陽離子形成的鹽作為聚合物的阻燃劑具有潛在的價值。
無機阻燃劑熱分解形成的固態(tài)或液態(tài)殘留物,對阻燃劑的阻燃效率具有極其重要的作用。銨鹽的殘留物是酸或酸酐,它們能促進可燃基質脫水,導致基質熱裂解時生成的炭量增加。在火焰區(qū)中形成水和元素碳,是獲得有效阻燃的最佳方法之一。
過渡金屬氧化物具有眾所周知的催化性能,所以采用過渡金屬和含氧陰離子形成的鹽作為添加型阻燃劑,可改變可燃基質的降解模式和降解速度,因而發(fā)揮阻燃作用。如形成的揮發(fā)性金屬氧化物能在火焰區(qū)凝縮為液滴或固體顆粒,則可通過表面或“壁效應”,將在火焰區(qū)產生的輻射能耗散,這顯然有助于提高材料的阻燃性。
還有一類無機阻燃劑[如聚磷酸銨(APP)和微膠囊化紅磷],它們的阻燃作用主要來自其成炭傾向。短鏈APP由于水溶性而限制了它的應用,不過長鏈APP及微膠囊化APP的水溶性很低,應用較廣。
無機陶瓷材料在高溫下熔融燒結,能在基材表面形成一層玻璃態(tài)的保護層,此層阻燃效果極佳。但陶瓷的燒結溫度達800~900℃,所以只有在某些特殊情況下才能使用陶瓷材料的阻燃劑,膨脹型石墨也是如此。
至于銻化合物,雖然將其視為最重要的無機阻燃劑之一,但它本身并無阻燃性,而是鹵系阻燃劑不可缺少的協效劑。
無機阻燃劑的最大優(yōu)點是不產生有毒和腐蝕性氣體,所以屬生理無害物質,對環(huán)境友好。缺點是需用量高,有時要達到基材的60%才能得到良好的阻燃效果。
- TPV/TPE業(yè)務助理
-

- 更多好文敬請關注
-







