在塑料用的阻燃劑當(dāng)中，鹵系和磷系是最常用的兩大類阻燃劑了。
鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑分為氯系阻燃劑及溴系阻燃劑。氯系阻燃劑的價(jià)格便宜，但是熱穩(wěn)定性差，僅適用于加工溫度低于200℃的產(chǎn)品。溴系阻燃劑阻燃效率高，是氯系阻燃劑的２倍，相對(duì)用量少，與基體樹(shù)脂互容性好，對(duì)材料的力學(xué)性能影響較小，耐候性和熱穩(wěn)定性好，在阻燃領(lǐng)域有著重要的地位。

常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介

? ???十溴二苯乙烷示意圖
鹵系阻燃劑主要是在氣相中發(fā)揮阻燃作用，它在受熱時(shí)分解放出難燃的鹵化氫氣體，可 以稀釋空氣中氧氣和可燃性氣體的濃度，并能消除或降低聚合物燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的活性自由基，從而終止或減緩氣相燃燒過(guò)程中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，起到阻燃的作用。
同時(shí)，在凝聚相中鹵系阻燃劑還可通過(guò)脫水反應(yīng)形成炭化層，覆蓋在聚合物表面隔絕空氣，從而在凝聚相起到阻燃作用。
鹵系阻燃劑與金屬氧化物、含磷化合物等協(xié)效劑配合使用，阻燃效果更佳，因此在實(shí)際應(yīng)用中，鹵系阻燃劑常與三氧化二銻 （Sb2O3） 協(xié)同使用。
然而，鹵系阻燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濃煙及腐蝕性氣體等，給人類健康和環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的二次災(zāi)害，所以低鹵或無(wú)鹵環(huán)保型阻燃劑備受關(guān)注。
磷系阻燃劑
磷系阻燃劑已形成了門(mén)類繁多的品種，包括無(wú)機(jī)磷酸鹽、磷酸酯、磷雜菲、磷腈以及紅磷等。磷系阻燃劑在燃燒過(guò)程中分解形成的高沸點(diǎn)含氧酸可以促進(jìn)聚合物脫水和炭化，并形成炭化殘?jiān)Ｗo(hù)層，使聚合物與空氣隔絕。同時(shí)，脫出的水分吸收大量的熱，也可降低聚合物表面溫度，從而達(dá)到阻燃的效果。? ??常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介
磷系阻燃劑BDP示意圖
磷系阻燃劑優(yōu)點(diǎn)是毒性和腐蝕性低、熱穩(wěn)定性好、效果持久。歐盟已經(jīng)禁止在電子設(shè)備制造時(shí)使用多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等鹵系阻燃劑。磷酸酯類的磷系阻燃劑雙酚Ａ-雙磷酸二苯酯(BDP)與PC/ABS等工程塑料相容性好，并且具有環(huán)保性能好、熱穩(wěn)定性高、對(duì)材料性能影響小等優(yōu)點(diǎn)， 因此在手機(jī)、筆記本電腦以及電視機(jī)等電子電器設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。
常用阻燃塑料及其阻燃方案
阻燃PC/ABS
PC具有沖擊強(qiáng)度高、抗蠕變、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、透明和介電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在加工流動(dòng)性差、容易發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂、對(duì)缺口敏感、耐磨性差等缺點(diǎn)；ABS具有較好的耐化學(xué)藥品性和成型加工性，然而其耐熱和耐候性相對(duì)較差。兩者共混改性所得的PC/ABS合金在性能上可互補(bǔ)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、通信設(shè)備、電子電器、照明設(shè)備等。
? ? ? ?常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?PC/ABS應(yīng)用于復(fù)印機(jī)
為了滿足一些應(yīng)用領(lǐng)域中的防火安全要求，PC/ABS合金必須具備良好的阻燃性。例如在新能源汽車充電樁以及部分電子電氣阻燃等級(jí)要達(dá)到V-0。用于PC/ABS共混體系目前效果較好的是熱穩(wěn)定性好的雙磷酸酯類以及磷酸酯齊聚物等，其中BDP對(duì)PC/ABS合金表現(xiàn)出良好的阻燃性能.
無(wú)鹵阻燃PC/ABS的主要生產(chǎn)企業(yè)有科思創(chuàng)、沙比克、LG化學(xué)、錦湖日麗、萬(wàn)華化學(xué)、魯西化工等。
阻燃PC
PC具有耐熱性好、光學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高以及沖擊強(qiáng)度優(yōu)良等特性，廣泛用于家電、電子電器、汽車配件、機(jī)械設(shè)備和光學(xué)儀器零部件等，全球PC產(chǎn)能超過(guò)1000萬(wàn)噸。
參考閱讀：17家聚碳酸酯PC生產(chǎn)企業(yè)盤(pán)點(diǎn)
PC的極限氧指數(shù) （LOI）可達(dá)21%～24%，材料本身可達(dá) UL94 V-2級(jí)阻燃，但仍無(wú)法滿足特殊領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅艿囊螅珉娮与姎夂推囶I(lǐng)域均要求PC阻燃等級(jí)達(dá)到V-0。
阻燃PC中，以全氟烷基磺酸鉀（PPFBS）為代表的磺酸鹽類阻燃劑效果最佳，添加少量(0.5%以下）的磺酸鹽阻燃劑就能顯著改善PC的阻燃性能，達(dá)到1.6～3.0mm V-0的阻燃等級(jí)，并且改性后PC的物理性能和力學(xué)性能與通用PC相當(dāng)，還能保持透明。
參考閱讀：如何實(shí)現(xiàn)PC的透明阻燃？
?常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?透明阻燃PC板材
工業(yè)化PC產(chǎn)品中使用最多的磷系阻燃劑是三苯基磷酸酯（TPP）、間苯二酚雙（二苯基磷酸酯）（RDP）和BDP，在阻燃劑的添加量為10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，1.6mm厚度PC可達(dá)V-0級(jí)別，其中TPP在高溫下易揮發(fā)，僅在氣相中發(fā)揮阻燃作用；RDP和BDP可同時(shí)在氣相和固相發(fā)揮阻燃效果。TPP常溫下為固態(tài)，熱穩(wěn)定性相對(duì)較差，在PC加工溫度下容易揮發(fā)；RDP和BDP常溫下為液體，熱穩(wěn)定性較好；BDP較RDP抗水解性能好。
阻燃ABS
ABS光澤度高、韌性好、耐熱和耐低溫性能好、加工性能優(yōu)異、具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；ABS電性能不隨溫度和濕度的改變而出現(xiàn)很大變化，是良好的絕緣材料，廣泛應(yīng)用于家用電器、視聽(tīng)設(shè)備、辦公用品和電子電氣等領(lǐng)域，全球產(chǎn)能超過(guò)1000萬(wàn)噸。
?常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?阻燃ABS用于家電外殼
ABS樹(shù)脂可燃，LOI為18.3％～18.8％， 按UL94標(biāo)準(zhǔn)屬于HB級(jí)別。ABS著火時(shí)燃燒速率快，并且放出大量毒氣和黑煙，不利于實(shí)際應(yīng)用。目前主要以鹵素阻燃劑與Sb2O3復(fù)配使用， 鹵銻協(xié)同作用對(duì)ABS進(jìn)行阻燃改性，主要用的溴系阻燃劑有TBBA，DBDPE等。
阻燃ABS主要應(yīng)用于電話、電腦、液晶顯示器（LCD） 等電子電氣設(shè)備外殼、汽車內(nèi)構(gòu)部件和外部構(gòu)件、小型廚房電器、工具盒真空吸塵器的外殼等。
阻燃HIPS
HIPS是由聚苯乙烯（PS）與聚丁二烯（PB）通過(guò)共聚制得，擁有兩者共同的優(yōu)點(diǎn)，易加工、尺寸穩(wěn)定性好且電絕緣性優(yōu)良、抗沖性較高，成本低，被廣泛應(yīng)用于食品包裝、家用電器、電子產(chǎn)品及軍用物資的外殼包裝等領(lǐng)域。
?常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?阻燃HIPS應(yīng)用于空調(diào)外殼
但HIPS的LOI僅為18％，易燃燒，為了提高使用安全性，必須對(duì)其進(jìn)行阻燃改性。用于HIPS阻燃改性的主要為溴系阻燃劑如十溴二苯乙烷（DBDPE）等，大多與Sb2O3配合協(xié)同作用，具有優(yōu)良的阻燃效果。
阻燃PBT
PBT是一種結(jié)晶型飽和聚酯，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、較好的尺寸穩(wěn)定性、良好的電絕緣性以及耐化學(xué)藥品腐蝕等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、機(jī)械等領(lǐng)域。但PBT的阻燃性能差（UL94HB級(jí)），在空氣中易燃燒，難以成炭，燃燒時(shí)易滴落，且釋放出大量濃煙和有毒氣體，易產(chǎn)生比較大的危險(xiǎn)，因此必須對(duì)其進(jìn)行阻燃改性。
常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?阻燃PBT應(yīng)用于電子電器
用于PBT阻燃改性的阻燃劑主要為鹵系阻燃劑，比較常用的是溴系阻燃劑如DBDPE、溴化環(huán)氧樹(shù)脂等，通過(guò)與Sb2O3配合協(xié)同作用，達(dá)到優(yōu)良的阻燃效果。PBT中使用的阻燃劑還包括二乙基次膦酸鋁（ADP）或其與氫氧化鎂、氫氧化鋁等的復(fù)配產(chǎn)品。
阻燃PA
PA具有良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和較為突出的潤(rùn)滑性能，廣泛應(yīng)用于電子元件及汽車零件等領(lǐng)域。未改性的PA阻燃等級(jí)為UL94 V-2級(jí)，LOI為20％～22％，在接觸到明火的情況下，會(huì)發(fā)生快速燃燒，放出大量熱，同時(shí)還會(huì)因熔融存在滴落現(xiàn)象，這為明火的進(jìn)一步擴(kuò)散制造了條件。為防止火災(zāi)危害，工業(yè)上對(duì)汽車、電器等產(chǎn)品中使用的PA復(fù)合材料有著明確的阻燃要求，一般需要其達(dá)到UL94 V-0級(jí)別。
常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介?阻燃PA應(yīng)用于接插件
鹵系阻燃劑由于與PA相容性好，阻燃效率高，在PA中的應(yīng)用很廣泛。無(wú)鹵阻燃PA中使用的阻燃劑有所區(qū)別，一般純PA阻燃添加12-15%的MCA即可，而PA/GF體系由于“燭芯效應(yīng)”，需要阻燃效率更高的二乙基次膦酸鋁（ADP），再輔以MPP等起到協(xié)效和降本作用，也有與氫氧化鎂、氫氧化鋁等的復(fù)配阻燃PA產(chǎn)品。
綜上所述， 目前工程塑料阻燃體系中， 阻燃PC/ABS、阻燃PC主要使用磷系阻燃劑BDP；阻燃ABS、阻燃HIPS、阻燃PBT主要使用溴系阻燃劑，阻燃PA既有溴系阻燃，也有磷氮系阻燃。
參考資料：工程塑料阻燃體系市場(chǎng)發(fā)展概況，胡世明，網(wǎng)絡(luò)資料。
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦高分子）：常見(jiàn)阻燃塑料所用阻燃方案簡(jiǎn)介

作者 li, meiyong

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