有机硅高分子材料常用的阻燃剂及其阻燃机理

有机硅高分子材料常用的阻燃剂及其阻燃机理

有机硅高分子材料常用的阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。 添加型阻燃剂不与有机硅高分子材料发生化学反应，而是物理分散在基材中； 反应型阻燃剂要么作为有机硅高分子材料的单体，要么作为辅助试剂参与有机硅的合成。 高分子材料的化学反应成为有机硅高分子材料结构的一部分。 国内外已开发出多种橡塑用添加型有机阻燃剂，如十溴二苯醚、磷酸三(203-二溴丙基)酯、六溴环十二烷、聚206-二溴丙基苯醚、氯化石蜡、聚磷酸盐、红磷等。

虽然将这些阻燃剂添加到有机硅高分子材料中可以起到阻燃作用； 但燃烧时释放的有毒气体对人体危害较大，同时降低硅胶材料本身的特性，如缩短使用寿命、储存时出现凝胶现象或橡胶难以硫化等，因此，这些阻燃剂不太适合用于有机硅聚合物材料。

有机硅高分子材料的阻燃性能还可以通过添加反应型阻燃剂来提高。 例如，在二甲基硅橡胶分子主链上引入对亚苯基，使其成为具有对亚苯基链节的硅橡胶，具有较高的热稳定性，从而赋予其阻燃性。 类似地，如果在硅橡胶中引入摩尔分数为0.01％～10％的乙烯基和摩尔分数为0.15％～20％的苯基，也可以提高硅橡胶的自熄性。

用于提高有机硅高分子材料阻燃性能的添加型阻燃剂主要有铜及铜化合物、铂及铂化合物、硅酸铝等，其阻燃机理是通过上述阻燃剂的催化作用，使有机硅聚合物材料的阻燃性能下降。侧链有机基团在高温下发生氧化交联反应，形成坚硬的阻隔层，隔绝空气并熄灭火焰。 其中铜及铜复合阻燃剂是GE等于1956年开发的，虽然可以提高大多数硅橡胶的阻燃性能并满足一些应用要求，但与硅橡胶配合使用时，橡胶材料会受到影响。黑色且配色困难，在实际应用中受到很大限制。

铂化合物作为促进高温氧化反应的催化剂，对有机硅高分子材料具有独特的阻燃作用。 铂化合物在有机硅高分子材料中的阻燃作用主要有两个：一是阻止促进解聚的过渡配合物的形成；二是抑制有机硅高分子材料中铂化合物的阻燃作用。 二是在裂解时有利于通过填料或氧化物中间体固定一部分缩合产物，形成绝缘阻挡层。 然而，其他也具有催化作用的重金属，如Ru、Rh、Ir、Pd等，则不具备这种性质[18]。 铂化合物可以是任何硅氢加成反应催化剂，如氯铂酸的异丙醇溶液、氯铂酸的醛类化合物、醚类化合物或有机硅氧烷络合物等。用量一般为铂的质量分数。 为3×10-6～250×10-6。 特别是当铂化合物与各种金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、三唑化合物、有机硅树脂组合使用时，可以进一步抑制低摩尔质量环状聚硅氧烷的形成，增强阻隔层。 提高有机硅高分子材料的阻燃性能。 但由于铂化合物的用量一般很小，很容易被某些微量杂质，如含有N、P、S等的化合物污染，而失去作用； 其中，含有Sn、Pb、Hg、Bi、Zn等的化合物污染尤为严重。 强大的。

此外，阻燃有机硅高分子材料还可以通过添加氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁等无机阻燃剂来提高其阻燃性能。 这些无卤阻燃剂具有发烟量低、毒性低、有害气体产生量低、分解温度高、吸热量大等特点。 它们可以起到降低材料温度、降低可燃气体浓度的阻燃作用。 。 以ATH为例，在240～500℃范围内可热分解为氧化铝和水，吸收的热量为/kg。 如此大的吸热量是氢氧化铝可以用作阻燃剂的主要原因。 但此类阻燃剂需要一定量的添加才能达到阻燃效果。

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