橡胶阻燃技术以及其发展方向.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流橡胶阻燃技术以及其发展方向.精品文档.橡胶阻燃技术以及其发展方向 橡胶燃烧实质上是在高温下橡胶发生分解，生成的可燃性气体在氧和热的作用下发生燃烧。所以，阻燃的常用方法是向高聚物中加入阻燃剂，以降低燃烧物表面温度，稀释可燃物分子浓度和切断氧气的供给来达到阻燃的目的。反应型阻燃剂 通过加入反应型阻燃剂作为中间体，将橡胶进行化学改性促使橡胶线性大分子发生交联或在橡胶聚合物主链上导入阻燃元素，使橡胶分子本身带有耐燃性。 添加型阻燃剂 卤系阻燃剂 在卤系阻燃剂中，主要是氯和溴的化合物。卤系阻燃剂的阻燃性与其结构有关，阻燃效果由大到中的顺序是，脂肪族卤化

2、物脂环族卤化物芳香族卤化物。常用的卤系阻燃剂有十溴二苯醚、四溴双酚A、八溴醚、氯化石蜡等，含卤素橡胶在燃烧受热状态下能够析出卤素游离基，也能够阻燃或延缓橡胶的燃烧。因此溴类阻燃剂阻燃效果优于同类含氯化合物。 磷系阻燃剂 在磷系阻燃剂中，主要是磷酸酯，阻燃机理是受热分解为磷酸偏磷酸焦磷酸，形成不挥发的磷酸保护层，而且磷酸能使含氧聚合物脱水炭化，形成炭覆盖层。加热形成的挥发性磷化物在气相中稀释氧气兼有冷却效果，抑制燃烧反应，但一般认为磷系阻燃剂的主要作用是凝相抑制。无机阻燃剂 无机阻燃剂热稳定性好，燃烧时无有害气体产生，符合低烟、无毒要求，安全性较高既能阻燃又可作填充剂，降低材料成本。由于含卤阻燃

3、聚合物燃烧时对环境产生二次污染，而无机阻燃剂有上述优越性，近年来备受关注，其用量急剧增加。 膨胀型阻燃剂 阻燃材料逐渐向绿色化方向发展，无卤膨胀型阻燃剂显示了强大的生命力。膨胀型阻燃剂是以磷、氮为阻燃元素的阻燃剂，它一般不含卤素，因而也不需采用锑协效剂。含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层，能起隔热、隔氧、抑烟的作用，并能防止产生熔滴，具有良好的阻燃及抑烟功能，不会引起环境污染。 橡胶阻燃技术发展方向 氢氧化物阻燃技术 纳米氢氧化镁对橡胶基质有较好的增强作用，且纳米氢氧化镁分散得越好，增强效果越显著，可以实现复合材料力学性能和阻燃性能的兼顾。对纳米粉体进行表面

4、处理可改善其与橡胶间界面的相互作用，提高其分散性，从而提高复合材料的力学性能。 膨胀型阻燃技术 虽然膨胀型阻燃剂具有低烟、无毒、无卤、抗熔滴滴落等优点，但同时具有热稳定性不高、在水中的溶解度偏大及与聚合物基质的相容性较差等缺点，因此开发阻燃效率更高、与橡胶基质相容性更好的新型膨胀型阻燃剂是橡胶阻燃材料发展的一个方向。硅橡胶陶瓷化阻燃技术 通过向硅橡胶中添加燃烧后能促进陶瓷层生成的物质，如含硅无机填料等来达到阻燃的目的。含硅无机填料主要包括云母、硅灰石、蒙脱土、玻璃熔块等。它们的阻燃机理主要是凝固相的物理作用，促进陶瓷层的生成和稳定，关键是降低陶瓷化温度、增加陶瓷层的质量和强度。蒙脱土和云母还可

5、以利用其片层结构起到物质阻隔、吸附大分子和限制其运动、促进交联及提高大分子稳定性等作用。 云母及其复配填料 云母是硅橡胶最受欢迎的阻燃填料之一，尤其是从兼顾电学性能和机械性能考虑，可用于电缆包覆层。蒙脱土 蒙脱土能有效提高硅橡胶的热分解温度，减缓硅橡胶的燃烧反应，促进陶瓷层生成。由于蒙脱土纳米分散产生的纳米效应、表面缺陷和表面性质等，它也有一定的催化或捕捉活性自由基的作用，有利于保持材料稳定性，并对生成陶瓷层的反应有利。 硅灰石 在硅橡胶中加入硅灰石可提高其阻燃性能，如增加自熄性、降低热释放速率、促进生成和增强陶瓷层，同时还可以提高其在高温下的尺寸稳定性。研究表明，将粒径515m、长径比大于1

6、5的硅灰石与疏水白炭黑、少量炭黑、交联剂和催化剂加入到室温硫化硅橡胶中，制备了阻燃防火封装材料。该化合物具有低的热释放速率，并且燃烧后能形成坚固炭层。 纳米有机蒙脱土与其他阻燃剂的协同阻燃技术 纳米尺度的层状OMMT分散于橡胶中起到了局部限制聚合物分子链活动性的作用，受限聚合物链段比聚合物自由链段具有更高的热分解温度；层状OMMT还可作为物理交联点，使复合材料燃烧时更容易保持初始形状，减少熔滴现象；此外，OMMT的良好气液阻隔性能，不仅使位于燃烧表面的层状OMMT可阻隔因聚合物分解而产生可燃气体向燃烧界面扩散，且可延缓外界氧气进一步进入材料内部的速度，起到延缓燃烧的作用。 阻燃橡胶制品已渗透到日常生活、航空航天各领域，推广使用阻燃橡胶，对易燃和可燃材料进行阻燃处理，对材料的可燃性进行客观准确的评估，对无卤、高效、低烟、低毒的阻燃橡胶进行研究与开发势在必行，也是一种发展趋势。通过开发出具有良好阻燃性能和力学等综合性能的橡胶，必将进一步拓宽其应用领域。