- 上一篇：氧平衡对热气溶胶灭火剂效能影响研究
- 下一篇：每年5万吨正己醇脱氢制备正己醛工艺设计
1.3 主要阻燃剂类型
防火涂料的阻燃功能主要来自于向其中加入的阻燃剂，从20世纪60年代至今，阻燃剂行业取得了巨大的发展，目前市场上已有数百个不同的品种可供选择，同时也不断有新品种的阻燃剂相继出现。综观整个阻燃剂行业，若以元素来分可将阻燃剂分为卤系、磷系、铝系、镁系等[6]。阻燃剂有如下几大类：
1.3.1 含卤阻燃剂
卤系阻燃剂是含有卤素元素并以卤素元素起阻燃作用的一类阻燃剂[7]。卤系阻燃剂不仅是最早被人类使用的一类阻燃剂，目前也是最重要的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少、与合成材料的相容性和稳定性好, 能保持阻燃原有的理化性能, 是目前世界上产量和使用量最大的有机阻燃剂[8]，其中以含溴类和含氯类阻燃剂使用量最大。而含氟类阻燃剂由于C—X键能太强，在燃烧过程中不能及时的释放出卤化氢气体来中止链式反应，故而阻燃效果并不优秀，除特殊场合此类阻燃剂使用量较少。含碘类阻燃剂的阻燃效果是卤系阻燃剂中最为明显的，但由于C—X键能过低，HI气体易在生产加工过程中就开始释放，这严重影响了产品各方面性能的稳定性，故使用量也很小。
卤系阻燃剂的阻燃机理目前有两种主要的解释。
a) 自由基捕获理论[9]
通常，有机高聚物材料(以RCH3 表示) 在燃烧时的过程与可燃气体高温燃烧是类似的，其总反应可简要表示如下：
主要基元反应：
卤系阻燃剂在高温时受热分解产生卤化氢气体（HX）并参与发生下列反应：
上述反应式所反映的就是高聚物在燃烧室的链式反应过程，而当有卤系阻燃剂的加入时，HX被释放并“抢夺”上述链式反应中的关键物质---自由基，生成不能引发和持续燃烧链式反应的其他惰性自由基，从而达到抑制燃烧的效果。
b) 阻隔降温
卤系阻燃剂的C-X键能不高，其受热分解温度与被保护基材的分解温度相差不大。而阻燃剂受热时分解，其间可以吸收一部分热量，降低了温度，同时，分解生成的卤化氢气体HX 的密度大于空气，可以排挤走材料周围的空气， 形成氧渗屏[10]。不同卤素的灭火效力与它们本身的原子量成正比, 即F ：Cl: Br: I = 1.0 ：1.9 ：4.2 ：6.7，按照等重量嗅、氯相比，有机溴化物的阻燃效力约为氯化物的两倍[9]。
卤系阻燃剂的不尽人意之处主要在于被阻燃基材的抗紫外线稳定性会因为卤系阻燃剂的引入而明显降低。更重要的是，该类阻燃剂在受热分解的过程中所产生释放的气体物质对环境和人体有毒有害。这些性质对于涂料的抗老化性能，火灾过程在救灾的进行和环境保护是极为不利的，为此欧盟国家已决定逐步立法禁用卤系阻燃剂。
1.3.2 有机磷系阻燃剂
磷易于与碳形成化合物，P-O-C键或P-C键都有很好的稳定性。有机磷／膦类物质的种类丰富， 制备技术难度低。此外， 磷也可与多种金属形成结构复杂，性能优良的磷酸酯(盐)。其中磷酸酯系阻燃剂与聚合物基材能够良好相容，耐水、耐热、耐迁移，并且阻燃效果持久，是一类具有良好发展潜力的阻燃剂。
有机磷系阻燃剂目前有两种主要的阻燃作用机理：凝聚相机理和气相机理。
a) 凝聚相阻燃机理[11]
在燃烧过程中，磷系阻燃剂可以生成并释放出具有强脱水性的聚磷酸，该物质能使含氧有机物在较短时间内脱水碳化。有时磷系阻燃剂甚至具有改变部分可燃物的热分解反应途径的能力，从而减少可燃性逸出物的生成，促进炭层的形成，使其生成的碳化物具有致密的三文空间结构而不易燃烧，从而达到阻燃的效果。此外，生成的聚磷酸等物质也能在一定程度上抑制聚合物固相中碳的氧化，同时形成一种黏度较大且不易挥发的稳定化合物包覆于被保护基材的表面，从而将氧气与反应区隔绝，达到抑制燃烧的目的。