环保阻燃剂在火灾中主要发挥三大作用:
1.覆盖作用
在可燃材料中加入环保阻燃剂后,在高温下可以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。原因在于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。
2.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。环保阻燃剂可作用于气相燃烧区,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来,它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,最终使燃烧反应速度下降直至终止。
3.不燃气体窒息作用
环保阻燃剂受热时分解出不利于燃烧气体,并把可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下,稀释燃烧区内的氧浓度,阻止燃烧的继续进行,从而达到阻燃的作用。
众所周知,环保阻燃剂是阻燃剂的一种,环保阻燃剂是以树脂和橡胶为基体的复合材料,是一类能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插的添加剂。其中最为常用的环保阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。
磷系阻燃剂资源丰富,成木低廉,应用广泛,是很有发展前途的阻燃剂品种。甲基膦酸二甲酯有无色、透明、高效、低毒、使用广泛、成本低廉等优点,可用于PU泡沫塑料、UP、EP。磷系阻燃剂因具有阻燃、增塑双重功能而受到重视,它包括磷酸酯、含卤磷酸酯、复合磷酸酯及其衍生物、多磷酸酯和红磷5种类型,含磷胺类、反应型磷系化合物,特别是磷氮类膨胀型阻燃剂和高分子阻燃剂是非常有前途的阻燃剂,北京理工大学、东北林业大学等单位已经做出了不少成果,今后工作是如何扩大生产和做好推广应用。
锑系阻燃剂以三氧化锑和五氧化二锑为主,一般用作溴系阻燃剂的协效剂。采用微米化、纳米化、微胶囊化后可减少添加量。
铝、镁系阻燃剂是环保型产品,主要品种为氢氧化铝和氢氧化镁,它们除阻燃作用外还可减少有毒气体和烟雾,但缺点是添加量大,但经偶联剂
表而处理后可起到阻燃和填充双重功能,并赋予制品电性能、耐热、耐候和力学性能,因而值得发展。特别是,氢氧化镁是目前发展较快的品种。加强表而改性以进一步提高阻燃性是研究重点。
红磷微胶囊化和红磷/膨胀石墨都是值得发展的品种,现已形成生产能力,今后应提高阻燃效率和扩大生产能力。
我国硼资源丰富,应加大硼酸盐阻燃剂的合成与开发,提高其耐水解稳定性,研究复配技术。