阻燃剂的用途
阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业阻燃机理，耐火剂或防火剂：赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂；主要适用于有阻燃需求的砂浆、水泥构件制品等，延迟或防止建筑体的燃烧。使其点燃时间增长，点燃自熄，难以点燃。织物经本产品浸泡后可达到很强的阻燃性。阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。吸热作用 任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。覆盖作用 在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。抑制链反应 根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，终使燃烧反应速度下降直至终止。当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，阻燃剂便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，终使燃烧反应速度下降直至终止。不燃气体窒息作用 阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。
阻燃剂主要成分是什么？
添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的，目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂，卤系阻燃剂（有机氯化物和有机溴化物）和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系。反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。阻燃机理阻燃剂的作用机理比较复杂， 尚未十分明了。一般认为， 卤素化合物遇火受热发生分解反应， 分解出的卤素离子与高分子化合物反应产生卤化氢。后者与高分子化合物燃烧过程中大量增殖的活泼羟基游离基 (HO·)反应，使其浓度降低，燃烧速度减慢，直到火焰熄灭。卤素中，溴的阻燃作用比氯大。含磷阻燃剂的作用在于它们燃烧时形成偏磷酸， 偏磷酸聚合成非常稳定的多聚态， 成为塑料的保护层而将氧隔绝。阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
有哪种溴系阻燃剂属于环保阻燃剂
溴系阻燃剂有以下几种：
1、十溴二苯乙烷
80108010不属于多溴二苯醚，在燃烧中绝对不可能产生PBDD或PBDF；8010的相对分子量为971；溴含量82%，和DBDPO含溴量相当（83%），因此阻燃性能基本一致；初熔点345℃，热稳定性较DBDPO（305℃）高；它的耐光性以及不易渗析的特点都优于DBDPO，最可贵的是其阻燃的塑料可以回收使用，这是许多溴系阻燃剂所不具备的特点。8010工业品为平均粒度3μm、自由流动、微颗粒化的白色结晶粉末，在塑料改性中容易分散，塑料制品颜色自由。而且工业化成本和DBDPO相当，是DBDPO最为理想的替代品。
作为添加型溴系阻燃剂，8010在使用过程也需要和锑化物配合使用，配合比例和DBDPO/锑化物比例相同；和DBDPO相比，8010更适用于高温高粘特性的工程塑料。
首先对8010进行工业化生产的是美国雅宝公司，并申请了生产和使用专利；这一度使国内阻燃剂研究生产单位迟迟没有开展这方面的研究，但经查询发现，雅宝公司的专利范围是在中国之外的地区，因而可以在中国生产和使用8010，只是不能出口及申请专利。柳暗花明，国内研究生产单位纷纷投入研究，2002年年底以工业规模试验成功。
2、溴化环氧树脂
阻燃剂用溴化环氧树脂又称为四溴双酚A环氧树脂齐聚物，溴含量可达50%，分子量在1000~45000之间，分为EP型和EC型；EP型和EC型相比，前者的耐光性较好，但溴含量较低，而后者阻燃的ABS和HIPS具有较好的抗冲强度。商业品溴化环氧树脂是乳黄色半透名晶片和白色粉末的混合物，国产溴化环氧树脂有刺激性气味，而以色列死海溴产品则无气味。溴化环氧树脂具有令人满意的熔体流速和较高的阻燃效率，优良的热稳定性和光稳定性，且能赋予阻燃基材良好的机械性能，产品不起霜。
低相分子量溴化环氧树脂适用于阻燃ABS和HIPS，高相分子量者适合于阻燃ABS/PC合金和PC，PET，PBT等工程塑料。它在使用过程需要和锑化物配合使用。
以色列死海溴公司是国际最为著名的溴化环氧树脂阻燃剂生产商，生产工艺完善，产品质量极佳；一度是国内溴化环氧树脂阻燃剂市场的唯一品牌。2002年以来，山东莱玉化工等陆续将溴化环氧树脂商业化，但产品质量不尽人意。目前，国内市场代表产品有：以色列死海溴公司F2100F2400，山东莱玉化工，台湾长春BEB系列等。
3、溴化聚苯乙烯
溴化聚苯乙烯的发展与溴化环氧树脂相类似，也是近年发展较快的一个阻燃剂品种。溴化聚苯乙烯为白色或淡黄色粉末或颗粒，溴含量在60%左右。热分解温度大于310℃，具有分子量大，热稳定性好，在高聚物中分散性和混容性好，易于加工，不起霜等优点。
溴化聚苯乙烯依据其合成途径分别命名为溴化聚苯乙烯和聚溴化苯乙烯，从命名上可以看出溴化聚苯乙烯是通过对聚苯乙烯进行溴化来完成的；聚溴化苯乙烯是通过将苯乙烯首先进行烯键保护，然后进行溴化，再将烯键恢复，合成溴化苯乙烯，再次进行聚合完成的。从合成过程是否使用溶剂，又可以分为溶剂法和非溶剂法。由于溶剂法耗溴量少，所以人们通常采用溶剂法进行合成。
溴化聚苯乙烯主要应用在PA、PBT、PET等热塑性树脂中，使用过程需要和锑化物配合使用。阻燃聚酯时，添加量在13%（增强）～17%(非增强)就可以赋于材料UL94V-O级（0.8mm），阻燃聚酰胺时，加量在21%就可以赋于材料UL94V-O级(0.8mm)。
美国大湖公司和雅宝公司是著名的溴化聚苯乙烯生产商，其产品一度在国内市场遥遥领先，现在国内一些阻燃剂厂商已经进行国产化生产，如寿光市海洋化工有限公司等。
聚丙烯用什么阻燃剂最好
通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃剂共混改性的方法。PP（聚丙烯）阻燃常采用的阻燃剂包括：铝镁系阻燃剂，即氢氧化镁、氢氧化铝；磷系阻燃剂，红磷母粒等；氮系阻燃剂MCA、MA等；有些还采用有机硅阻燃剂。聚丙烯质地发脆，抗冲击性能不算太好，如果在聚丙烯中引入相溶性差或无机材料客观上起到了填充作用，往往会使聚丙烯的机械性能更加恶化，拉伸强度、冲击强度可能会远远不能满足指标，目前改善的方法常采用增韧剂增韧，增韧剂价格高，增韧的同时材料的刚性又变差，很可能失去使用聚丙烯原本价值。所以对于聚丙烯最好不采用或尽量少采用无机填充方式改性或降低成本，在充分利用其自身特点同时适当改进性能指标为上策。做阻燃聚丙烯通常采用的阻燃剂有卤系，无机的氢氧化镁、氢氧化铝；磷系，红磷等；氮系MCA、MA等及有机硅系。氢氧化镁等属于无机阻燃剂，阻燃机理是燃烧时释放出结合的水，同时高填充量也降低了有机材料的可燃性。用氢氧化镁等阻燃优点是环保性好，不释放烟雾，不产生有害和有争议的气体，成本低廉。缺点是添加量大，V0级别阻燃标准一般添加比例≥65％，这样高的添加量可以认为阻燃的PP中无机填料占到整个体系的2/5以上。直接导致的后果是阻燃PP比重大，超过1.5 ；拉伸强度由普通未阻燃PP的23左右下降到18以下；伸长率由23左右下降到1.3 ；冲击强度由15下降到1左右。严重恶化了PP的性能。所以往往被采用在软化点要求高而其它性能可以忽略的场合。红磷也是PP阻燃常采用的阻燃剂，相比氢氧化镁等阻燃剂的高填充红磷阻燃剂有明显优势。其一般添加比例在8％－12％可以做到离火自熄，经过包覆处理的红磷吸潮性和易燃性大为改观。可以经受300 ℃以下的温度，在加工过程中一般不易着火。用红磷阻燃更加适用于黑色或红色制品，其它颜色很难对红色形成遮挡。红磷的另外缺点就是阻燃的材料氧指数比较低，相溶性不够好。适合对制品外观、性能等要求不高的场合使用。溴系阻燃剂是卤系阻燃剂中的代表作，由于溴分子大于氯分子，且键能小，阻燃效率高。所以现在卤系阻燃剂多采用溴系。人们对卤系阻燃剂研究比较深入，透彻。原因是其阻燃效果好，效率高，使用方便，与树脂相溶性最好，用其阻燃的制品力学性能好，且性价比高，技术成熟。常用于PP阻燃的卤系阻燃剂包括包括十溴二苯醚，四溴双酚A，八溴醚，十溴二苯乙烷，四溴醚，溴代聚苯乙烯，六溴环十二烷及氯化石蜡，得克隆，CPE等。其各自有其阻燃特点，十溴二苯醚是塑料阻燃剂的老大哥。其技术成熟，产量高，价格低，通用性广。在PP阻燃中也常常采用。十溴二苯乙烷是其升级品种，环保性能好，阻燃性能几乎相当，主要是为了应对欧盟的RoHS指令，但是目前成本相对也要提高。八溴醚是阻燃PP最常用的阻燃剂，其主要特点是阻燃PP效率高，相对十溴二苯醚等达到相同阻燃标准其添加比例要小很多，使用成本较为经济，但是八溴醚的致命缺点是不耐迁移，容易起霜，所以用其阻燃的PP经常出现表面冒霜现象。尤其用于带颜色的制品难以忍受。另外八溴醚在共聚聚丙烯和工程聚丙烯中阻燃效率大大降低，往往效果不很理想。其它类卤系阻燃剂在不考虑成本的情况下都可以用于聚丙烯。其在力学性能和加工难易程度方面各有优劣。溴系阻燃剂阻燃聚丙烯遇到的最大问题体现在环保性能，制品的机械性能和使用成本等方面。环保问题是溴系阻燃剂讨论最多的话题，自从RoHS指令颁布并实施，环保性就成为溴系阻燃剂经常议论的话题，对于出口型企业来说面临成本增加，利润降低，市场萎缩的考验。八溴二苯醚和六溴苯已经成为公认的天敌，产生二恶英已经成为公认，目前几乎市场难以见到，十溴二苯醚在备受争议之后被放在了豁免令里，虽然欧盟同意了，但其市场前景不容乐观，毕竟经历了谈溴色变的时代。一朝被蛇咬，十年怕井绳嘛。取而代之十溴二苯乙烷，因为目前还没有发现其燃烧时产生二恶英。十溴二苯乙烷目前在国内已经有多家工厂在生产，价格下降不少。其应用与十溴二苯醚近乎相同，理论上其耐迁移性要好于十溴二苯醚，实际结果往往会有析出现象。使用十溴二苯乙烷阻燃聚丙烯V2级以上，阻燃剂与协效剂总量一般要超过总体系的12％，阻燃效率不是很理想。并且客观起到填充作用，材料的机械性能有恶化趋势。
阻燃剂有哪些种类及特点
阻燃剂种类繁多，可分为：有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。有机阻燃剂有三大类，其特点各异：
一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡为主，其申主要是氯蜡－52和氯蜡－40。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡－70，国外已经使用的全氯环戊癸烷和反应型氯系阻燃剂氯菌酸国内尚无工业化产品。
二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。
三是磷系阻燃剂：也是一种阻燃性能良好的阻燃剂，在全球阻燃剂非卤化动向的驱使下，国外对此进行了大量的研究。有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、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。含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。其用量也在增加。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、毒性低等优点而获得广泛的应用。
无机阻燃剂分解温度高，除了有阻燃效果外，还有抑制发烟和氯化氢生成的作用，目前国外工业发达国家无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂。主要使用的品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、三氧化二梯等。氢氧化铝是集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，无毒、无腐蚀、稳定性好、高温下不产生有毒气体，且价格低廉，来源广泛。氢氧化镁在340℃～490℃之间分解。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烯烃塑料。氢氧化铝和氢氧化镁两者复合使用能相互补充，其阻燃性能比单独使用效果要好。
卤素阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广，但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，危害很大。近几年开发无卤阻燃剂取代卤素阻燃剂已成为世界阻燃发展趋势。研究开发新型阻燃剂，降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量，成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一。目前采用的抑烟剂主要以金属氧化物、过渡金属氧化物为主，主要有硼酸锌、铝化合物（三氧化铝、铅酸铵）及其复配物、镁－锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜等。协同体系阻燃效果好、成本低，既可阻燃又可抑烟，还具有一些特殊功能，常用的协同体系主要是卤－磷、锑－磷、磷－氮等，达到提高阻燃性能的目的。红磷是主要的阻燃协效制之一，它对氢氧化铝、氮等阻燃体系都有协效作用。
阻燃剂的种类及特点
阻燃剂按体系分：溴系，磷系，氮系，无机（氢氧化镁，硼酸新年）
阻燃剂按产品分：PP阻燃剂，PE阻燃剂，ABS阻燃剂，PC阻燃剂，尼龙阻燃剂等
阻燃剂按照效果分：无滴落阻燃剂，V0阻燃剂，V1阻燃剂，V2阻燃剂
阻燃剂按照特性分：透明阻燃剂，无卤阻燃剂，纳米阻燃剂
阻燃剂按照机理分：添加型阻燃剂，反应阻燃剂
阻燃剂按照形状分：液体阻燃剂，固体阻燃剂等
