近年來，威脅公共安全的汽車自燃事件和威脅人民生命財產(chǎn)安全的電器自燃現(xiàn)象不斷發(fā)生，材料的阻燃性能備受關(guān)注，因此阻燃材料的研究和阻燃劑的合理使用就越來越重要。

阻燃材料中使用的阻燃劑主要有鹵系阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和膨脹型阻燃劑等，鹵系阻燃劑因其阻燃效果好、用量少、對力學(xué)性能影響小而成為阻燃材料的主要阻燃劑，但是鹵系阻燃劑燃燒時，容易產(chǎn)生濃煙、二噁英及鹵化氫等問題，限制了其應(yīng)用，無機(jī)阻燃劑雖然具有低煙、無毒等優(yōu)點，但其添加量大，嚴(yán)重影響了阻燃材料的力學(xué)性能。膨脹型阻燃劑，顧名思義，是一種加熱燃燒時導(dǎo)致聚合物膨脹或產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象的物質(zhì)，它最早用于防火涂料中，20世紀(jì)90年代Camino等人對膨脹型阻燃聚丙烯進(jìn)行了大量研究，開創(chuàng)了聚合物阻燃技術(shù)的新途徑，膨脹型阻燃劑具有高效、低煙、低毒、添加量少、無熔滴等特點，膨脹型阻燃劑在某些材料中比其他阻燃劑具有更高的阻燃效率，因此越來越多地應(yīng)用于各種復(fù)合材料中。

膨脹型阻燃劑簡介

1、膨脹型阻燃劑(IFR)的組成成分

膨脹阻燃體系一般由酸源(脫水劑)、炭源(成炭劑)和氣源(發(fā)泡劑)三部分組成，其中酸源的作用是與炭源發(fā)生酯化反應(yīng)使其脫水，目前聚磷酸銨、硅酸鹽和馬來酸酐被廣泛使用，它們可以被熱分解產(chǎn)生酸以實現(xiàn)酸源的主要功能，氣源是指在被熱分解時能夠釋放出大量無毒、不可燃?xì)怏w的化合物。常用的氣源主要有三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨(APP)、尿素等，炭源是指在燃燒過程中能夠被脫水劑碳化的物質(zhì)，炭源是形成泡沫炭層的基礎(chǔ)，泡沫炭層主要是含炭量高的多羥基化合物或碳水化合物，炭源是IFR的重要組成部分，炭源是否優(yōu)良直接決定了阻燃效果，炭源的種類主要包括季戊四醇、酚醛樹脂、聚酰胺、丁四醇、環(huán)己六醇、淀粉、麥芽糖、三嗪類化合物等。

2、膨脹型阻燃劑（IFR）的分類

膨脹型阻燃劑一般可分為有機(jī)含磷膨脹型阻燃劑和無機(jī)膨脹型石墨阻燃劑兩大類。

3、磷氮膨脹型阻燃劑（化學(xué)膨脹型阻燃劑）

磷氮膨脹型阻燃劑是一種以磷和氮為主要成分的阻燃劑，具有發(fā)煙量、有毒氣體的生成量小等優(yōu)點，表現(xiàn)出良好的阻燃性能，被認(rèn)為是未來阻燃劑的重要發(fā)展方向之一，目前最典型且最廣泛使用的磷氮膨脹型阻燃劑是三聚氰胺、APP和PER體系，三聚氰胺用作氣源，PER用作碳源，APP既可以用作酸源又可以用作氣源。化學(xué)膨脹型阻燃體系的阻燃劑在較低的溫度下，酸性物質(zhì)從APP中釋放出來，然后APP和多元醇化合物在略高于酸釋放溫度的溫度下發(fā)生酯化反應(yīng)，在酯化過程中，酯化產(chǎn)物脫水成碳，形成碳層，體系開始熔化，酯化反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣、氨氣等氣體和由氣源產(chǎn)生的不可燃?xì)怏w填充到碳層中，使體系膨脹發(fā)泡，當(dāng)反應(yīng)接近完成時，體系的碳層固化，最終形成多孔泡沫碳層，從而達(dá)到阻燃的目的。