科普丨膨胀型阻燃剂简介_慧正资讯

科普丨膨胀型阻燃剂简介

来源：专家库作者：叶丹 2022-08-15 09:29

膨胀型阻燃剂：一般是指在燃烧过程中能够产生膨胀性的难燃碳层实现阻燃或者防火的一类阻燃材料。该阻燃剂通常不含卤素，而是以磷氮元素为主，通过脱水剂、成炭剂、发泡剂以及部分聚合物本身的化学反应形成膨胀碳层。主要过程表现为脱水剂在高温的状态下分解出酸性物质，与成炭剂中羟基发生脱水酯化反应，达到炭化目的，与此同时，发泡剂分解出大量的不燃气体向外扩散，燃烧的聚合物表面在炭化和气体扩散的作用下最终形成膨胀性碳层。

一、组成部分

1、脱水剂：

脱水剂是在常温状态下稳定，但是受热后能够分解出酸性物质的材料，常用的一般是含磷阻燃剂，如磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸酯等。这些材料在受热后都能够分解出磷酸、聚磷酸、聚偏磷酸等。其中应用最多及效果最好的是聚磷酸铵，例如普塞呋产品EPFR-APP系列，就是一款性能优异的高聚合度Ⅱ型聚磷酸铵，在塑料和钢结构防火涂料中应用效果极佳，得到了海内外客户的一致好评。

2、成炭剂：

成炭剂是在受热过程中能够与酸性物质反应并炭化的材料，一般由含碳量比较高的多羟基化合物组成，例如季戊四醇、双季戊四醇、山梨醇、淀粉、噻克等。

3、发泡剂

发泡剂是在受热过程中能够分解出大量的不燃气体，通过气体的扩散作为撑起了熔融阶段的聚合物碳层，一般包括三聚氰胺、双氰胺、尿素、硼酸铵等氮系阻燃剂。

二、化学反应过程原理：

膨胀型阻燃剂由一个组分或者多个组分共同实现作用，而当中最经典的配方就是聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺的以质量比3:1:1的比例组合。化学反应的大致过程如下：
1、约210℃，聚磷酸铵分解出磷酸、聚磷酸与季戊四醇反应，形成磷酸酯聚合物；

2、继续反应形成环状磷酸酯，同时脱水和氨气；

3、重复上述，当-CH₂OH：P =2时，反应形成季戊四醇二磷酸酯（或者季戊四醇三磷酸酯、季戊四醇三磷酸酯等）；

4、当-CH₂OH: P＞2时，反应可能形成如下结构。

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