阻燃材料的绿色化探索

2015-10-31任姝

中国新技术新产品 2015年23期

任姝

（山西省太原市公安消防支队，山西太原 030000）

随着经济的发展和科技的进步，人们生活水平也得到提高，各种各样的高分子材料运用到生活和生产中。记得有这样的一句谚语“致富千日功，火烧当日穷”，这句话很好的体现出了火灾的危害性。由于高分子材料耐火性差而引起的火灾越来越多，所以，当前对有机高分子材料进行阻燃处理的工作十分严峻和重要。

一、阻燃材料绿色化的重要性

（一）当前阻燃材料缺陷多

随着生活水平的提高，环境友好产品受到人们的亲睐，成为人们追求的目标。各种无卤、卤系的阻燃剂的应用以及绿色环保阻燃剂的研究成为最活跃的研究领域。由于我国阻燃剂存在水平低、效能低的问题，甚至一些新开发的无卤阻燃剂的总体水平更低且缺陷多，所以很难适合中高档产品的使用。

（二）对于环境保护和人身财产安全意义重大

当前，绿色化学掀起了一场产业革命，并迅速在全球兴起，阻燃材料绿色化的时代也将来临。人们日常生活所需用品大多是用聚合物做成的，但是这些聚合物易燃，容易造成火灾事故。而在火灾中产生的烟和有毒气体不利于救援工作的进行，从而增加了人员伤亡，造成了更多的财产损失。更重要的是，有毒气体和浓烟排放到空气中造成了空气污染等环境问题。阻燃剂是从减少材料着火机会和减慢火焰蔓延速度两个方面来防止或减少火灾发生的。阻燃材料的使用和绿色化对于人们的人身、财产安全和环境的保护有着很重要的意义。

二、阻燃材料的现状和探索

目前阻燃剂的种类繁杂，可分为以下几类：

（一）卤系阻燃剂

卤系阻燃剂有着添加量少、阻燃效果显著的优点，使其在阻燃材料领域中占有重要地位，成为当前世界上产量最大的阻燃剂之一。卤系阻燃剂的产品主要有：四溴邻苯二甲酚酐、四溴双酚A、五溴甲苯和十溴二苯醚等等。虽然有着很大优点且应用广，但是卤系阻燃剂存在一个致命的问题。当火灾发生的时候，阻燃剂里起主要阻燃作用的气体是有毒、有腐蚀性的，这就给施救人员造成了妨碍，甚至会造成“二次伤害”。所以，卤系阻燃剂会被逐渐淘汰，阻燃剂的发展和研究会朝着清洁、绿色、环保的方向发展。

（二）无卤阻燃剂

1 磷系阻燃剂

磷系阻燃剂受热分解，生成一种聚偏磷酸的物质，此物质稳定性强，易在表面形成隔离层。同卤系阻燃剂一样，磷系阻燃剂有着用量少、阻燃效果好、对环境污染少的优点，也得到了广泛应用。磷系阻燃剂的缺点就是其中的主要物质红磷易吸湿，从而产生有毒气体。除此之外，还有易水解、烟量大、稳定性差的缺陷。随着阻燃材料绿色化的探索和研究，要逐渐把磷系阻燃剂从单磷类向双聚或多聚类阻燃剂发展。

2 金属氢氧化物阻燃剂

金属氢氧化物阻燃剂被称为无公害阻燃剂，具有无毒、烟量小、腐蚀小、热稳定性好和价格低的优点。主要品种有氢氧化铝和氢氧化镁。金属氢氧化物的工作原理是这样的，他们把燃烧区域的温度降到燃点以下，使燃烧物自动熄灭，过程中产生熔点高的的氧化物，使其能很好的阻挡热传导，起到阻燃剂的作用。

（三）绿色、环保阻燃剂

1 膨胀型阻燃剂

膨胀型阻燃剂属于绿色、环保的阻燃剂，以磷、碳、氮为主要成分。膨胀型阻燃技术已十分成熟，并成为当前最活跃、最重视的研究领域之一。其工作原理是这样的，在高温下，产生一种无机酸，和多元醇产生化学反应之后脱水碳化，形成的水蒸气和不燃烧的气体膨胀，使炭层也随之膨胀，最后形成一层结实的泡沫层。这个泡沫层有许多细小的微孔，附着在着火的表面，有效的抵挡了氧气的进入，从而达到阻燃的目的。

2 有机硅阻燃剂

有机硅阻燃剂也是一种新型的、刚开发的无卤阻燃剂。具有高效、低烟、低毒的特点。它不仅是一种阻燃剂，还是一种成炭型抑烟剂。有机硅是一种特殊的材质，它不但能很好的阻燃抑烟，还能提高材料的强度、改善材料的性能。作为一种新型的绿色的阻燃剂，有机硅阻燃剂有着良好的发展前途。

3 纳米阻燃剂

何谓纳米复合材料？纳米复合材料就是在纳米尺寸或分子水平的标准下，把材料中的一个或多个组分均匀的分散在另一组分的基体里。纳米无机阻燃剂是环保新型阻燃剂的代表，以无卤、无毒、低烟的优点所为人知。纳米无机阻燃剂的使用很灵活，既能单独使用，添加到聚物材料中去，也可以和传统的阻燃材料一起配合使用。另外，因为对材料的力学、物理性能影响较小，而且添加量少，使纳米阻燃剂成为新型绿色环保阻燃剂的领头者。