*早有關(guān)膨脹型阻燃劑(IFR)的報(bào)道出現(xiàn)在1938年的膨脹型防火涂料,在1948年有關(guān)瀝青復(fù)合體系的專(zhuān)利中首次使用了“膨脹”這一術(shù)語(yǔ),初步確定膨脹型阻燃涂料中阻燃劑的基本組成,提出了酸源、碳源、氣源的概念,20世紀(jì)70年代對(duì)化學(xué)膨脹型阻燃涂料體系包含的組分進(jìn)行分類(lèi),由此進(jìn)一步明確 了各組分的功能。膨脹型阻燃劑一般以磷氮為主要阻燃元素,用于多種易燃聚合物。添加膨脹型阻燃劑的聚合物燃燒時(shí)會(huì)在表面形成一層蓬松有孔封閉結(jié)構(gòu)的炭質(zhì)泡沫層。一旦形成，其本身可削弱聚合物與熱源間的熱傳導(dǎo),并阻止氣體擴(kuò)散。一且燃燒得不到足夠的燃料和氧氣,燃燒的聚合物便會(huì)自熄。這種多孔的炭層具有隔熱.隔氧、無(wú)滴落并使火焰自熄的作用,且無(wú)鹵、低煙、低毒、無(wú)腐蝕性氣體。

膨脹型阻燃劑(IFR)部分組成:酸源，又稱(chēng)脫水劑或炭化促進(jìn)劑，通常為無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸化物，可與樹(shù)脂作用,促進(jìn)碳化物的生成，一般指無(wú)機(jī)酸或在加熱時(shí)在原位生成酸的鹽類(lèi);炭源,又稱(chēng)成炭劑，主要為--些含碳量較高的多羥基化合物或碳水化合物,如樹(shù)脂本身、淀粉、季戊四醇及其二聚體和三聚體等;氣源,又稱(chēng)發(fā)泡源,可釋放出惰性氣體,為含氮類(lèi)化合物，如胺類(lèi)和酰胺等。氮化合物除起發(fā)泡作用外,對(duì)碳化層的形成也有促進(jìn)作用。對(duì)于不同IFR體系,有時(shí)聚合物本身也可以充當(dāng)某一 成分，但I(xiàn)FR添加在聚合物中必須符合如下幾點(diǎn): IFR的熱穩(wěn)定性一定要好，能夠承受聚合物加工過(guò)程中200"C以上的高溫;聚合物熱解過(guò)程中產(chǎn)生大量的揮發(fā)性物質(zhì)和殘?jiān)?不能對(duì)膨脹過(guò)程產(chǎn)生不良影響;聚合物燃燒時(shí),IFR能夠形成- -層完全覆 蓋于燃燒表面的膨脹炭層;阻燃劑必須與聚合物有良好的相容性,且對(duì)聚合物本身的物理機(jī)械和加工等性能不能有太大的改變。

膨脹型阻燃劑的組成如表7-1所示。

膨脹型阻燃劑或阻燃體系通常有混合型及單組分型兩種，當(dāng)前已商品化的多為混合型,單體型的仍都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上已供應(yīng)多種混合型膨脹阻燃劑，其中有代表性的當(dāng)推Hocchst Celancse公司的Exolit IFR- 10和Exolit IFR- 11及Montediton公司的Spinflame MF - 82等。混合型膨脹阻燃劑是將炭源、酸源、氣源化合物按一定 比例混合成的阻燃劑。混合型膨脹阻燃劑主要分為兩大類(lèi):聚磷酸銨(APP)類(lèi)及三聚氰胺(MA)類(lèi)。APP系列膨脹型阻燃劑主要應(yīng)用于聚烯烴、聚氨醋泡沫，涂料織物、紙張及木材的阻燃。MA及其衍生物系列主要應(yīng)用于膨脹阻燃尼龍。

可膨脹石墨(EG)是一類(lèi)重要的物理膨脹型阻燃劑，它是以天然鱗片石墨經(jīng)無(wú)機(jī)酸(硫酸等)處理而得到的一種 石墨插層化合物。在受熱時(shí),碳與無(wú)機(jī)酸發(fā)生如下反應(yīng):C+ 2H?SO?=CO?? + 2H?O+2SO?

產(chǎn)生大量的氣體使EG形成蠕蟲(chóng)狀膨脹石墨碳層，覆蓋在聚合物基材的表面從而賦予材料阻燃性能。