無機阻燃劑具有熱穩定性好、不揮發、不產生腐蝕性和有毒氣體等特點,且價格便宜,
無機阻燃劑占各類阻燃劑一半以上。主要品種有:氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、氧化鉬、氧化鋯、鉬酸銨、硼酸鋅等,其中
氫氧化鋁(ＡＴＨ)占無機阻燃劑的80%以上。但由于無機阻燃劑的阻燃效果差,添加量大,須采用新技術,如超細化、表面改性、大分子鍵合等進行改進。
表面改性
無機阻燃劑具有較強的極性與親水性,同非極性聚合物材料相容性差,界面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性,采用偶聯劑對其進行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯劑是硅烷和鈦酸酯類。如經硅烷處理后的ＡＴＨ,阻燃效果好,能極有效提高聚酯的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度;經乙烯 偶聯劑處理的ＡＴＨ,可用于提高交聯乙烯 醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗濕性。鈦酸酯類偶聯劑和硅烷偶聯劑可以并用,能產生協同效應。經過表面改性處理后的ＡＴＨ表面活性得到了提高,增加了與樹脂之間的親和力,改善了制品的物理機械性能,增加了樹脂的加工流動性,降低了ＡＴＨ表面的吸濕率,提高了阻燃制品的各種電氣性能,而且可將阻燃效果由Ｖ 1級提高到Ｖ 0級。
超細化 目前,
ＡＴＨ的超細化、納米化是主要研究開發方向。ＡＴＨ的大量添加會降低材料的機械性能,而采用超細化的,特別是納米級的ＡＴＨ填充塑料,會起到剛性粒子增塑增強的效果。這是由于阻燃作用的發揮是由化學反應所支配的,對于等量的阻燃劑,其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。另一方面,超細化、納米化的ＡＴＨ,增強了界面的相互作用,可以更均勻地分散在基體樹脂中,更有效地改善共混料的力學性能。如在ＬＤＰＥ/ＥＶＡ(70/30)中填充美國Ｓｏｌｅｍ公司開發的粒徑為10μｍ的ＡＴＨ,擠塑能力可提高40%。 3 幾種新型阻燃技術 3.1 消煙技術
在火災中,煙是最先產生和最易致死且貽誤救火時機的因素,所以當代的“阻燃”是與“抑煙”相提并論的,而且對某些塑料,如ＰＶＣ而言,“抑煙”比“阻燃”更為重要[18,20]。含鹵高聚物、鹵系阻燃劑和銻類化合物是主要的發煙源。因此除了
阻燃劑的非鹵化是減少發煙量的主要途徑外,對ＰＶＣ等含鹵高聚物采用添加消煙劑是解決發煙的另一條措施。鉬化物迄今被認為是最好的消煙劑,如ＳｈｅｍｌｎＷｉｌｌｉａｍｓ公司開發的Ｋｅｇａｄ911Ａ是含少量鋅和鉬的絡合物,在ＰＶＣ中添加4%,聚合物的發煙量可減少1/3。由于鉬化物較貴,采用硼酸鋅、二茂鐵、
氫氧化鋁、硅的化合物等與少量鉬化物復配,是解決消煙問題較現實的途徑,如東莞宏泰基阻燃材料有限公司開發的NDZ-201是氧化鈦和氫氧化鋁等的復合物。
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阻燃劑微膠囊化技術
微膠囊化技術可防止阻燃劑遷移、提高阻燃效力、改善熱穩定性、改變劑型等許多優點,對組分之間復合與增效,以及制造多功能阻燃材料也十分有利。國內目前正在探索,
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