氮系阻燃劑的特點分類及其各類產品的阻燃機理

1．1 氮系阻燃劑的特點

研究表明氮系阻燃劑具有以下優點： 1)毒性小生物實驗表明，對達到同樣阻燃性能的材料所需的鹵系阻燃劑的毒性指數是氮系阻燃劑的5倍，且用氮系阻燃劑處理的高分子材料發煙量低，僅次于金屬類無機阻燃填料，特別是火災前期的煙密度小，給人以逃生的機會，便于火災前期的撲救工作。

2)阻燃效率高通過對鹵化物、金屬氧化物、磷酸鹽類阻燃劑、無機水合物、羥基化合物、硼化物、硅酸鹽、碳酸酯化合物、含氮化合物的點燃時間和放熱速率的測試表明，氮系阻燃劑的效率是最高的。

3)腐蝕性很小 含氮化合物在燃燒時產生的氣體腐蝕性很小，不會對電氣產品產生很大的腐蝕作用。實驗表明，氮系阻燃處理的電導線或電器件在著火后能繼續使用。

4)與材料中的光穩定劑無沖突 氮系阻燃劑不存在像鹵化物那樣容易生成自由基的基團，因而不會消耗某些材料中的光穩定劑。

5)熱分解溫度較高 不必擔心材料在加工時使阻燃劑分解，而導致阻燃失效。材料經多效擠出機擠出仍能保持良好力學性能和阻燃性。

6)對環境友好廢棄物不會造成環境污染。

1．2 氮系阻燃劑的阻燃機理

通常認為氮系阻燃劑受熱分解后，易放出氨氣、氮氣、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性氣體，不燃性氣體的生成和阻燃劑分解吸熱(包括一部分阻燃劑的升華吸熱)帶走大部分熱量，極大地降低聚合物的表面溫度。不燃氣體，如氮氣，{TodayHot}不僅起到了稀釋空氣中的氧氣和高聚物受熱分解產生可燃性氣體的濃度的作用，還能與空氣中氧氣反應生成氮氣、水及深度的氧化物，在消耗材料表面氧氣的同時，達到良好的阻燃效果。
1．3 氮類阻燃劑的主要品種
含氮阻燃劑主要包括3大類：三聚氰胺、雙氰胺、胍鹽(碳酸胍、磷酸胍、縮合磷酸胍和氨基磺酸胍)及它們的衍生物，特別是磷酸鹽類衍生物。
1．3．1 三聚氰胺 三聚氰胺常用于制造膨脹型防火涂料中的發泡成分，其發泡效果好，成炭致密。除單獨作阻燃劑外，常用的阻燃品種是與酸反應產生的衍生鹽，如汽巴精化開發出的M.1系列阻燃劑，廣泛用于PE、PP以及PVC塑料等熱塑性、熱固性塑料等領域；三聚氰胺與液態磷酸酯合用，廣泛應用于阻燃聚氨酯泡沫材料。

1．3．2 雙氰胺

雙氰胺主要用于制造胍鹽阻燃劑，可以代替三聚氰胺，或者與三聚氰胺結合。歐洲專利報導雙氰胺等比例混合，添加量5％ ，可使聚酰胺達到UL94 V一0級的阻燃效果，且這種阻燃劑對材料的撕裂強度影響很小l 。此外，雙氰胺可以制造木材防火膠。Et本專利報導用雙氰胺一甲醛一磷酸制成阻燃劑，用于防火人造板 2。霍文蘭_3 J利用甲醛和雙氰胺制得了新型的阻燃劑，并用它對天然纖維進行阻燃處理。結果表明，經處理后的天然纖維氧指數從16提高到3 1，{HotTag}并與一定濃度的堿液混合物處理后不影響其柔軟性。

1．3．3 胍

胍鹽除了用作藥物、染料中間體外，常用作纖維素基質材料的阻燃劑，如木材、紙、紙板等。這類阻燃劑不僅阻燃效果好，阻燃性能持久，而且吸濕性較無機阻燃劑小得多，裝飾性能好，所以廣泛應用于制造高檔的裝飾用木材。除此之外，還可以在膨脹型防火涂料中作為發泡劑的組分。

1．3．4 氰尿酸三聚氰胺鹽(MCA)

MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在一定的溫度下，以水為介質合成的，是一種添加型的阻燃劑。它無毒無臭無味，分解溫度高(300℃ 下很穩定，600 c【=以上分解)，不僅阻燃效果好，而且加工時煙霧小，與高分子材料相容性好，無表面遷移現象。主要用于尼龍、PBT、PP、環氧樹脂、有機硅、聚氨酯、橡膠等高分子材料的阻燃。其阻燃效果好，可以和磷、溴、銻系阻燃劑有良好的協同效應，也可和其他助劑復合使用，取得良好的阻燃效果。從經濟的角度出發，做尼龍類材料的阻燃效果最明顯。文獻報導在尼龍6、尼龍66或他們的共混物中，添加質量分數為10％ 的MCA，可達到 UL94 V一0級阻燃標準