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                                      常見的3大類阻燃礦物材料

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                                            1、普通礦物阻燃劑

                                      金屬氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽等作為阻燃劑一般要滿足以下條件:可在一定溫度(100-300℃)下吸熱分解,能夠釋放質量分數25%以上的H2O或者CO2加工性及填充性能好;原料豐富,成本低,具有低溶解度和較少的有害雜質。該類礦物在分解過程中能夠吸收聚合物燃燒放出的熱量及火焰中的輻射能,分解產生的水蒸氣或(和)CO2能夠稀釋聚合物燃燒產生的可燃性氣體和氧氣的濃度,降低材料表面的溫度,減慢燃燒速度、阻止燃燒繼續進行;分解產生的金屬氧化物可作為覆蓋層,隔絕空氣和阻斷火焰,防止火焰蔓延。與鹵系及磷系阻燃劑相比,其阻燃過程中不產生有毒和腐蝕性氣體,在環保方面有明顯的優勢,呈現蓬勃發展趨勢。
                                      由于受到原料成本、技術發展、使用條件等方面的限制,目前大規模應用的礦物阻燃劑主要為氫氧化鋁阻燃劑、氫氧化鎂(水鎂石)阻燃劑。另有一些發展中的阻燃劑新品種,如水滑石、勃姆石阻燃劑。但該類礦物阻燃劑在使用時,因其填充量較大,對制品的加工和力學性能會產生不利的影響。
                                      2、納米粘土礦物阻燃劑
                                      粘土礦物通常以納米尺度均勻分散在聚合物中,粘土礦物的納米片層在二維方向對聚合物燃燒產生的小分子、可燃蒸氣和放出的熱量起到了阻隔作用,對聚合物凝聚相的降解燃燒產生重大影響,粘土片層在二維方向也能阻礙氣相燃燒產生的熱量向凝聚相的反饋,從而提高了聚合物的阻燃性能。納米尺寸分散的粘土片層對聚合物大分子鏈的活動性具有明顯的限制作用,從而使大分子鏈在受熱分解時比完全自由的分子鏈具有更高的分解溫度。
                                      聚合物/粘土礦物復合材料發展迅速,由最早的尼龍6/粘土納米復合材料,發展了乙烯-乙酸乙烯酚,聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂、聚已酸內酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等聚合物/粘土礦物復合材料。與其它礦物相比,納米粘土礦物添加量少、易加工、成炭傾向明顯井且有助于改善復合料材力學性能,能使高分子材料具有優良的熱穩定性能和尺寸穩定性,當納米粘土礦物在聚合物中分散均勻時,僅需添加質量分數為3%-5%即可以顯著提高復合材料的力學性能,降低復合材料的熱釋放速率。納米粘土礦物為解決低煙無鹵阻燃塑料的阻燃、加工、力學性能難以平衡的問題提供了一個途徑。
                                      3、可膨脹石墨阻燃劑
                                      可膨脹石墨(EG)是由天然鱗片石墨經化學處理而形成的特殊的石墨層間化合物。石墨具有層狀結構,堿金屬、強氧化性含氧酸等可嵌入層間,形成層間化合物,在200℃左右時通過層間化合物的分解、氣化、膨脹而開始膨脹,900℃左右達到最大值,膨脹幅度可達280倍,膨脹后的石墨由鱗片狀變成密度很低的“蠕蟲”狀,以交聯網絡形式增強了炭化層的穩定性,防止炭化層脫落,可在材料表面形成高效絕熱、隔氧層,能夠阻斷熱量向材料表面的傳遞及材料內部分解產生的小分子可燃氣體向材料表面燃燒區的擴散,防止聚合物的進一步降解,從而阻斷了燃燒鏈,起到高效防火阻燃的作用。
                                      EG以穩定的晶形存在,具有優良的耐候性、耐腐蝕性和耐久性,膨脹形成的炭層具有良好的穩定性,可以起到良好的骨架作用。EG作為一種新型的無鹵物理膨脹型阻燃劑,其自身在火災中的熱釋放率很低,質量損失很小,產生的煙氣很少,符合環保的要求,可以作為膨脹體系的協同增效劑及阻燃劑來制備無鹵、低煙、低毒、理化性能及防火性能均更佳的新型膨脹型阻燃產品,EG作為阻燃劑將得到廣泛的應用。


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