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            新型阻燃劑IFR的阻燃機理以及作用


            膨脹型阻燃劑IFR是針對PP、PA、EVA發泡等特點專門研發的一種新型阻燃劑,它主要為磷氮復合系,具有添加量少,阻燃效果好的特點,有效的避免了影響產品機械物理性能,適應了現在市場上所追求的無鹵環保理念。本章就來介紹一下IFR的阻燃機理。

            一、膨脹型阻燃劑的阻燃機理

            IFR包括三部分,即碳源、酸源和發泡劑;它們是通過下述相互作用而形成炭層的:1、在較低溫度150攝氏度左右,由酸源產生能酯化多元醇和可作為脫水劑的酸;2、在稍高的溫度下,酸與碳源進行酯化反應,而體系中的胺基則作為酯化反應的催化劑,加速反應;3、體系在酯化反應前和中期熔化;4、反應過程中產生的不燃性氣體使已處于融融狀態的體系膨脹發泡。于此同時,多元醇和酯脫水碳化形成無機物及碳殘余物,且體系進一步發泡;5、反應接近完成時,體系膠化和固化,最后形成多孔泡沫炭層。

            膨脹型阻燃劑主要是通過凝聚相阻燃發揮作用的,是指在凝聚相中延緩或中斷燃燒的阻燃作用,最重要的是它的成炭原理。其阻燃的主要原因就是在高溫作用下能在被阻燃材料表面形成很厚的膨脹炭層,眾所周知,炭層具有很高的阻燃性。例如,聚乙烯醇及環氧樹脂在空氣中于500攝氏度下燃燒時,它們幾乎完全分解,但是,加入IFR后,形成的抗熱炭層很好的抑制燃燒,使環氧樹脂的氧指數提高至30。

            二、膨脹型阻燃劑之間的協效作用

            在IFR三組分中,酸源是最主要的,它在三組分中的比例也最大,而且由于阻燃元素含于酸源中,所以酸源成為真正意義上的阻燃劑,其他碳源和發泡劑都是協效劑。單一酸源的阻燃效率不高,所以必須加入協效劑。

            三、炭層的阻燃作用

            IFR形成的炭層是一個多相系統,它含有固體和液體,也有材料降解時產生的氣態產物,為了保護下層材料,炭層必須覆蓋材料全部表面,且應有足夠的強度。

            炭層通常還有氮、氧、磷和其他元素。炭層阻燃性質主要體現下述幾個方面:1、碳化層使熱難于穿透凝聚相;2、碳化層可以阻止氧氣進入燃燒區域;3、炭層可以阻止降解生成的氣態或液態產物溢出材料表面。

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