氫氧化鋁阻燃劑

阻燃劑又稱難燃劑，耐火劑或防火劑：賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑；依應(yīng)用方式分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。根據(jù)組成，添加型阻燃劑主要包括無機(jī)阻燃劑、鹵系阻燃劑（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系氯化物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溴化物）、磷系阻燃劑（赤磷、磷酸酯及鹵代磷酸酯等）和氮系阻燃劑等。

一、阻燃劑概述：

阻燃劑目前主要有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系和無機(jī)，鹵素和非鹵。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。

一般來講農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃具有很好的親和力，在塑料中，溴系阻燃劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃體系中占據(jù)優(yōu)勢，雖然在環(huán)保問題上“非議”多端但一直難以有其他阻燃劑體系取代。

在非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)；紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，制成復(fù)合型磷/鎂；磷/鋁；磷/石墨等非鹵阻燃劑，可使用阻燃劑量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕，容易引起粉塵爆開，運(yùn)輸困難，與高分子材料相溶性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到了限制。為彌補(bǔ)這方面不足，以擴(kuò)大紅磷應(yīng)用范圍，我們采用了國外先進(jìn)的微膠囊包覆工藝，使之成為微膠囊化紅磷。微膠囊化紅磷除克服了紅磷固有的弊端外，并具有效率高，低煙，在加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。

二、阻燃劑類型：

阻燃劑是為了適應(yīng)社會(huì)安全生產(chǎn)和生活的需要，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)而發(fā)展起來的一門科學(xué)。阻燃劑是阻燃技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑，廣泛應(yīng)用于各類裝修材料的阻燃加工中。經(jīng)過阻燃劑加工后的材料，在受到外界火源攻擊時(shí)，能夠有效地阻止、延緩或終止火焰的傳播，從而達(dá)到阻燃的作用。根據(jù)《中國阻燃劑行業(yè)產(chǎn)銷需求與投入資金預(yù)測分析報(bào)告前瞻》分析，不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可將阻燃劑分為以下4類：

1、 按所含阻燃元素分

按所含阻燃元素可將阻燃劑分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷－鹵系阻燃劑、磷－氮系阻燃劑等幾類。

鹵系阻燃劑在熱解過程中，分解出捕獲傳遞燃燒自由基的X·及HX，HX能稀釋可燃物裂解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，隔斷可燃?xì)怏w與空氣的接觸。

磷系阻燃劑在燃燒過程中產(chǎn)生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，阻止或減少可燃?xì)怏w產(chǎn)生。磷酸酐在熱解時(shí)還形成了類似玻璃狀的熔融物覆蓋在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。

在氮系阻燃劑中，氮的化合物和可燃物作用，促進(jìn)交鏈成炭，降低可燃物的分解溫度，產(chǎn)生的不燃?xì)怏w，起到稀釋可燃?xì)怏w的作用。

磷－鹵系阻燃劑、磷－氮系阻燃劑主要是通過磷－鹵、磷－氮協(xié)同效應(yīng)作用達(dá)到阻燃目的，具有磷－鹵、磷－氮的雙重效應(yīng)，阻燃效果比較好。

2、 按組分的不同分

按組分的不同可分無機(jī)鹽類阻燃劑、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃劑和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、無機(jī)混合阻燃劑三種。

無機(jī)阻燃劑是目前使用較多的一類阻燃劑，它的主要組分是無機(jī)物，應(yīng)用產(chǎn)品主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硼酸等。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃劑的主要組分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物，主要的產(chǎn)品有鹵系、磷酸酯、鹵代磷酸酯等。還有一部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃劑用于紡織織物的耐久性阻燃整理，如六溴水散體、十溴－三氧化二銻阻燃體系，具有較好的耐洗滌的阻燃性能。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、無機(jī)混合阻燃劑是無機(jī)鹽類阻燃劑的改良產(chǎn)品，主要用非水溶性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系磷酸酯的水乳液，部分代替無機(jī)鹽類阻燃劑。在三大類阻燃劑中，無機(jī)阻燃劑具有無害、無害、無煙、無鹵的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類領(lǐng)域，需求總量占阻燃劑需求總量一半以上，需求增長率有增長趨勢。

3、 按使用方法分

按使用方法的不同可把阻燃劑分為添加型和反應(yīng)型。

添加型阻燃劑主要是通過在可燃物中添加阻燃劑發(fā)揮阻燃劑的作用。

反應(yīng)型阻燃劑則是通過化學(xué)反應(yīng)在高分子材料中引入阻燃基團(tuán)，從而提高材料的抗燃性，起到阻止材料被引燃和舒緩火焰的傳播的目的。在阻燃劑類型中，添加型阻燃劑占主要地位，使用的范圍比較廣，約占阻燃劑的85%，反應(yīng)型阻燃劑僅占15%。

4. 各樹脂適用的阻燃劑

材料可采用的阻燃劑

聚烯烴PP/PE：氫氧化鎂，氫氧化鋁，TDCPP，聚磷酸銨，八溴醚，磷酸三苯 酯，六溴環(huán)十二烷，MPP，硼酸鋅，十溴二苯乙烷，包覆紅 磷，TBC

聚氨酯PU ：TCEP，TCPP，TDCPP，DMMP，聚磷酸銨，磷酸三苯酯，MPP，F(xiàn)B

不飽和樹脂UPR ：TCPP、TDCPP、DMMP、HBCD、TBC 、聚磷酸銨

尼龍PA6/PA66 ：MCA，MPP，F(xiàn)B，十溴二苯乙烷，十溴二苯醚，包覆紅磷

聚酯PBT/PET：TDCPP，磷酸三苯酯，MPP，十溴二苯乙烷，聚磷酸銨，十溴二苯醚，包覆紅磷

聚苯乙烯PS ：TCPP，TDCPP，HBCD,MCA，TBC，MPP，十溴二苯乙烷，聚磷酸銨，十溴二苯醚，硼酸鋅

環(huán)氧樹脂EP：TCPP，TDCPP，IPPP，聚磷酸銨，十溴二苯醚，DMMP，磷酸三苯酯，十溴 二苯乙烷，

YS-DO601

聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS：八溴醚，磷酸三苯酯，十溴二苯乙烷，十溴二苯醚，TBC

聚碳酸酯PC：磷酸三苯酯，HBCD,MCA，聚磷酸銨

聚氯乙烯PVC：TCEP，TCPP，TDCPP，IPPP，MCA，八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸銨

酚醛樹脂PF：TCEP，TCPP，TDCPP，磷酸三苯酯，硼酸鋅 ，聚磷酸銨

紙張Paper ：磷氮系阻燃劑

紡織品Textile ：磷氮系阻燃劑（耐久）

聚甲醛POM ：MCA

防火涂料Paint ：TCPP，MCA，聚磷酸銨，硼酸鋅，MPP ， PPO

聚四氟乙烯微粉

三、阻燃機(jī)理：

阻燃劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、舒緩鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。

*******氫氧化鋁又稱三水合氧化鋁（α-Al2O3·3H2O ），簡稱ATH，經(jīng)超細(xì)化后廣泛用作合成材料的環(huán)保無鹵阻燃劑，能與各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系阻燃劑配合使用產(chǎn)生協(xié)效作用，提高材料的阻燃性能及物理機(jī)械強(qiáng)度。ATH受熱脫水分解，吸熱量達(dá)1967.2J/kg，能有效舒緩聚合物的升溫和熱降解。ATH分解釋出大量水蒸氣能稀釋可燃?xì)怏w，舒緩燃燒蔓延。ATH緊密堆積的雙層晶體結(jié)構(gòu)能捕捉引發(fā)聚合物燃燒的羥基自由基，斷絕連鎖反應(yīng)。ATH脫水后在聚合物表面形成耐高溫致密Al2O3保護(hù)膜，隔絕空氣防止火焰蔓延。耐高溫致密Al2O3保護(hù)膜還能促進(jìn)聚合物碳化，吸附固體顆粒，舒緩濃煙產(chǎn)生。

氫氧化鋁是目前世界上用量非常大的無機(jī)阻燃劑之一，它具有阻燃、消煙、填充三大功能，在燃燒時(shí)無二次污染，熱解時(shí)不產(chǎn)生有毒和有腐蝕性的氣體、并吸熱和放出水蒸汽，具有阻燃自熄性能。它不但在聚烯烴中分散性好，且易于與其他添加物質(zhì)產(chǎn)生阻燃協(xié)同效應(yīng)，另外由于結(jié)晶水的存在，還可使聚合物制品賦予抗靜電功能，同時(shí)使高分子聚合物的強(qiáng)度和韌性等性質(zhì)得到改善和提高。