有機(jī)硅阻燃劑

有機(jī)硅阻燃劑是一種新型高效、低毒、防熔滴、環(huán)境友好的無(wú)鹵阻燃劑，也是一種成炭型抑煙劑。有機(jī)硅阻燃劑在賦予基材優(yōu)異的阻燃性能之外，還能改善基材的加工性能、耐熱性能等。對(duì)有機(jī)硅系阻燃材料的研究主要是通過(guò)改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)、提高相對(duì)分子質(zhì)量、共混等來(lái)提高阻燃抑煙效果、改善成炭性及基體材料的加工和力學(xué)性能。含硅基團(tuán)具有較高的熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、憎水性以及良好的柔順性，利用聚合、接枝、交聯(lián)技術(shù)把含硅基團(tuán)導(dǎo)入高聚物分子鏈上，所得含硅阻燃高聚物除具有阻燃、耐熱、抗氧化、不易燃燒等特點(diǎn)外，還具有較高的耐濕性和分子柔順性，加工性能也得到改善。日前，有機(jī)硅阻燃劑主要有硅樹(shù)脂阻燃劑和聚硅硼氧烷阻燃劑。阻燃的方法可以是直接將有機(jī)硅阻燃劑加入到高分子材料中，也可以是將一些帶官能團(tuán)(如端羥基、氨基或環(huán)氧基)的聚硅氧烷鏈段嵌入到一些聚合物中。有機(jī)硅阻燃劑是按凝聚相阻燃機(jī)理，即通過(guò)生成裂解炭層和提高炭層的抗氧化性實(shí)現(xiàn)其阻燃功效的。高分子材料中添加有機(jī)硅阻燃劑后，有機(jī)硅阻燃劑多半會(huì)遷移到材料表面，形成表面為有機(jī)硅阻燃劑富集層的高分子梯度材料。一旦燃燒，就會(huì)生成聚硅氧烷特有的、含有Si鍵和(或)Si-C鍵的無(wú)機(jī)隔氧絕熱保護(hù)層。這既阻止了燃燒分解產(chǎn)物外逸，又抑制了高分子材料的熱分解，達(dá)到了阻燃、低煙和低毒等目的。

阻其按元素種類(lèi)分為：鹵系、磷系、鹵-磷系、氮系、硅系、鋁鎂系等，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為無(wú)機(jī)阻燃劑、有機(jī)阻燃劑、高分子阻燃劑等，按阻燃劑與被阻燃材料關(guān)系分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。

通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃劑共混改性。阻燃常采用的阻燃劑包括：鋁鎂系阻燃劑，即氫氧化鎂、氫氧化鋁；磷系阻燃劑，紅磷母粒等；氮系阻燃劑MCA、MA等；有些還采用有機(jī)硅阻燃劑。

阻燃劑有鹵系（一般為溴系）；無(wú)機(jī)的氫氧化鎂、氫氧化鋁；磷系，紅磷等；氮系MCA、MA等及有機(jī)硅系。

氫氧化鎂等屬于無(wú)機(jī)阻燃劑，阻燃機(jī)理是燃燒時(shí)釋放出結(jié)合的水，同時(shí)高填充量也降低了有機(jī)材料的可燃性。用氫氧化鎂等阻燃優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保性好，不釋放煙霧，不產(chǎn)生有害和有爭(zhēng)議的氣體，成本低廉。缺點(diǎn)是添加量大且親和力差，V0阻燃級(jí)別一般添加比例≥65％。

磷系阻燃劑多為液體，閃點(diǎn)低，高溫可能釋放有毒氣體，在聚丙烯中應(yīng)用不多。固體的紅磷也是塑料阻燃常采用的阻燃劑，相比氫氧化鎂等阻燃劑的高填充紅磷阻燃劑有明顯優(yōu)勢(shì)。其一般添加比例在8％－12％可以做到離火自熄，經(jīng)過(guò)包覆處理的紅磷吸潮性和易燃性大為改觀。可以經(jīng)受300℃以下的溫度，在加工過(guò)程中一般不易失火。用紅磷阻燃更加適用于黑色或紅色制品，其它顏色很難對(duì)紅色形成遮擋。紅磷的另外缺點(diǎn)就是阻燃的材料氧指數(shù)比較低，相溶性不夠好，流動(dòng)性差。適合對(duì)制品外觀、性能等要求不高的場(chǎng)合使用。

溴類(lèi)阻燃劑是鹵系阻燃劑中的“代表作”，由于溴分子大于氯分子，且鍵能小，阻燃效率高。所以現(xiàn)在鹵系阻燃劑多采用溴類(lèi)。人們對(duì)鹵素阻燃劑研究比較深入，透徹。原因是其阻燃效果好，效率高，使用方便，與樹(shù)脂相溶性最好且便于加工。

溴系阻燃劑的最大問(wèn)題體現(xiàn)在環(huán)保性能，制品的機(jī)械性能和使用成本等方面。環(huán)保問(wèn)題是溴系阻燃劑討論最多的話題，自從RoHS指令頒布并實(shí)施，環(huán)保性就成為溴系阻燃劑經(jīng)常爭(zhēng)論的話題。