可膨胀石墨协同阻燃的研究进展.pdf

84
材料导报:综述篇
2010年5月(上)第24卷第5期
可膨胀石墨协同阻燃的研究进展
寇波,谈玲华,杭祖圣2
(1南京工程学院材料工程学院,南京211167;2南京理工大学化工学院,南京210094)
摘要可膨胀石墨(EG)是一种良好的环保型阻燃剂,但单独使用时阻燃能力仍显不足,利用阻燃剂之间的协
同阻燃作用能够大幅提高EG的阻燃效果。根据与FG起协同作用的阻燃剂的种类不同,把EG的协同阻燃分为嘩
系协同阻燃体系、膨胀型阻燃剂(IFR)协同阻燃体系、氢氧化镁协同阻燃体系以及其他阻燃剂协同阻燃体系4类,介
绍了不同协同阻燃体系的阻燃性能和阻燃机理的研究进展,并展望了EG协同阻燃的发展趋势和应用前景。
关键词可膨胀石墨协同阻燃磷系阻燃剂膨胀型阻燃剂氢氧化镁
中图分类号:TB3
Progress in Research on Synergic Fire Retarding of Expandable Graphite
KOU Bo, TAN Linghua, HANG Zusheng
(1 Department of Materials Science and Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167,
2 School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094)
Abstract Expandable graphite(EG) is an excellent environmental friendly fire retarding agent. But its retar
dant effectiveness is a little low when it is used individually. It is hopeful to effectively enhance the retardant ability by
adding different fire retardants as synergistic agents of EG. The additive agents are divided into four types, including
phosphorus compound, intumescent fire retardant(IFR), magnesium hydroxide and other fire retarding agent. Per
formances and mechanisms of different synergetic fire rearing systems are reviewed in this paper. And the develop
ment trend and future application prospect are also pointed out.
Key words expandable graphite, synergistic fire retarding, phosphorus compound, intumescent fire retardant
magnesium hydroxide
0引言
应用范围。根据协同阻燃剂的种类不同,可把EG的协同
阻燃分为磷系协同阻燃体系、膨胀型阻燃剂协同阻燃体系
自 Fukuda T等叩第一次将可膨胀石墨( Expandable氢氧化镁协同阻燃体系以及其他阻燃剂协同阻燃体系4类。
graphite,简称EG)用于阻燃聚烯烃以来,EG阻燃体系引起
了研究者们广泛的关注,EG阻燃技术和阻燃机理得到了1磷系协同阻燃体系
长足的发展。EG无毒、烟气少,隔热性、防腐性、耐候性、耐
对EG起协同阻燃作用的磷系阻燃剂主要有聚磷酸铵
久性优异,添加于聚合物中不影响聚合物本身的柔韧性和其红磷、磷酸酯和其他含磷化合物。磷系阻燃剂受热分解生成
它物理性能,是一种非常具有应用前景的环保型无卤阻燃磷的含氧酸,能催化含羟基化合物脱水成炭,在材料表面生
剂。此外EG还具有润滑、密封、导电等性能,可满足特殊场成焦炭层,降低材料的质量损失速度和可燃物的生成量。有
合的阻燃需求,如作为防火防静电密封材料等。EG受热机磷系阻燃剂热解所形成的气态产物中含有PO?,可以抑
膨胀后生成的膨胀石墨门能够覆盖基体表面,保护基体,隔制HI?及?OH,因此也可在气相中抑制燃烧链式反应。
离热量和质量传递,降低热降解速率,达到隔绝火源、延迟或1.1APP协同BG阻燃
中断火蔓延的作用。改变EG的粒度?、膨胀倍率和层状结
聚磷酸铵(简称APP)具有含磷量大、含氮量高、热稳定
构的完整性?可以影响其阻燃效果
性好、分散性好、毒性低等优点,已发展成为一种重要的磷系
尽管EG具有良好的阻燃性能,但单独使用时阻燃能力阻燃剂。文献[10]的报道表明,APP与EG具有较好的协同
仍显不足,不能有效抑制烟和熔滴的产生。利用阻燃剂之间阻燃效果。
的协同阻燃作用来提高FG的阻燃能力已成为EG阻燃的
Okisaki F等采用15份EG和5份APP协同阻燃高
研究热点,并取得了一定的成果,进一步拓宽了EG阻燃剂的抗冲聚苯乙烯(HIPS),达到良好的抑烟效果。 Heinrich H
兴南京工程学院科研基金(KXJ08039)
寇波:男,1982年生,硕士,主要从事高分子材料的制备与表征E-maill:koutian@hotmail.com谈玲华:通讯作者,女,博士研
究生,讲师E- mail: tanlinghua(njit.edu,cn