膨胀型阻燃剂基本知识

膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂是一种常用于聚合物材料中的阻燃添加剂，其阻燃机理主要涉及以下几个方面：
膨胀作用：
膨胀型阻燃剂在受热条件下会发生膨胀反应，产生大量气体。

这些气体可以隔离氧气，降低聚合物与火源之间的接触，减少燃烧反应的发生。

热分解作用：
膨胀型阻燃剂在高温下会发生热分解反应，产生具有阻燃效果的气体和炭化物。

这些产物可以在燃烧过程中吸收热量，降低燃烧反应的温度，减缓火势的蔓延。

碱金属盐的催化作用：
膨胀型阻燃剂中通常含有碱金属盐，如氢氧化铝、磷酸铵等。

这些盐类在高温下可以催化燃烧反应中的焦炭生成，形成炭化层，隔离燃烧反应，起到阻燃的作用。

充填作用：
膨胀型阻燃剂可以作为填料填充在聚合物材料中，增加材料的密度，降低热传导和气体扩散速度。

这种充填作用可以有效减缓燃烧反应的传播速度。

综合上述机理，膨胀型阻燃剂通过膨胀作用、热分解作用、碱金属盐的催化作用和充填作用等多种方式，协同作用来减缓燃烧反应的发展和蔓延，提供阻燃保护。

这种阻燃机理有助于降低聚合物材料的燃烧速率和火灾危险性，提高材料的阻燃性能。

7-8膨胀型阻燃剂及应用膨胀型阻燃剂是一种能够通过膨胀来抑制或延缓材料燃烧的化合物。

当材料在受热时，膨胀型阻燃剂会分解产生无烟气体和大量的灰烬，这种膨胀效应会形成一层密集的保护层，阻碍火焰燃烧并防止火势蔓延。

因此，膨胀型阻燃剂广泛应用于各种材料的阻燃处理，以提高材料的阻燃性能。

膨胀型阻燃剂的应用范围非常广泛，包括建筑材料、电缆、塑料、橡胶、涂料和纺织品等。

在建筑材料中，膨胀型阻燃剂可以添加在隔热材料中，提高材料的阻燃性能，达到消防安全要求。

在电缆行业中，膨胀型阻燃剂可以添加在电缆绝缘层和护套中，一旦发生火灾，可以有效地抑制火势扩大，并保护电缆内部设备的安全。

在塑料和橡胶制品中，膨胀型阻燃剂可以添加在制品中，提高其阻燃性能，减少火灾发生的危险。

此外，膨胀型阻燃剂还可以用于涂料和纺织品等领域，以提高产品的防火性能。

膨胀型阻燃剂的实现机制主要是通过分解产生膨胀气体和残留物。

膨胀气体可以分为两类，一类是能抑制氧气结合的气体，如二氧化碳和氮气等；另一类是有助于阻燃效果的气体，如氨和盐酸等。

这些气体的产生可以降低火焰的温度，并抵挡氧气的进入，从而达到抑制火焰蔓延的目的。

在选择膨胀型阻燃剂时，需要考虑以下几个因素：首先，阻燃剂的燃烧性能和阻燃效果；其次，阻燃剂对材料性能的影响，如强度、硬度和耐热性等；最后，阻燃剂的添加量和加工条件。

由于不同材料对阻燃剂的适应性不同，必须根据具体材料的需求进行选择。

目前，市场上存在多种膨胀型阻燃剂，如含阻燃橡胶、含阻燃聚合物和含阻燃玻璃纤维等。

这些阻燃剂具有各自的优点和适用范围，需要根据具体应用场景的要求进行选择。

此外，一些新型膨胀型阻燃剂也在不断研发中，例如基于纳米技术的膨胀型阻燃剂和绿色环保型膨胀型阻燃剂等。

总之，膨胀型阻燃剂是一种能够通过膨胀来抑制或延缓材料燃烧的化合物。

它具有广泛的应用范围，可应用于建筑材料、电缆、塑料、橡胶、涂料和纺织品等领域，以提高材料的阻燃性能。

在选择膨胀型阻燃剂时，需要考虑阻燃剂的燃烧性能和阻燃效果，以及其对材料性能的影响。

膨胀型阻燃剂的制备及应用来源:中国化工信息网 2007年11月14日由于环保等各方面的压力，阻燃剂的无卤化进程步伐越来越快。

膨胀型阻燃剂被认为是很有希望的途径之一，目前正受到越来越多的关注。

膨胀型阻燃剂是由酸源、气源和结炭源所组成，酸源是含阻燃元素磷化合物受热氧化生成磷酸、偏磷酸，最后生成不挥发的且稳定的聚偏磷酸，覆于燃烧物表面起着隔热、隔氧阻止燃烧，因此酸源起着重要的作用。

气源以含氮化合物受热分解生成难燃的气体N2、NH3、H2O等，使受热物表面周围空气稀释，因此气源的选择也十分重要。

结炭源是在材料受热时快速降解炭化形成致密的炭化层，目前公认季戊四醇是极好的结炭源。

作者以含磷量极高的甲基磷酸二甲酯(简称DMMP)(Ⅰ)作为酸源，三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)为气源、季戊四醇(Ⅲ)为结炭源制备了膨胀型阻燃剂，当Ⅰ：Ⅱ：Ⅲ=5.0：2.5：0.83时，对不饱和聚酯树脂具有极好的阻燃作用，添加15%时能使不饱和聚酯树脂的氧指数达到28.5，燃烧残余物为松散的黑色物质，说明具有结炭作用。

1 试验部分1.1 主要仪器与试剂Nicolet 170SX FT-IR红外光谱仪，ARC400型核磁共振分析仪，HC-2型氧指数测定仪。

磷含量采用燃烧、磷钼酸铵沉淀法测定。

三聚氰胺，工业品；三聚氰酸，工业品；不饱和聚酯树脂，工业品；季戊四醇，工业品；亚磷酸三甲酯，工业品。

1.2 试验内容1.2.1 阻燃剂DMMP(Ⅰ)的合成向装有带干燥管的回流冷凝管、温度计和电动搅拌的反应瓶中加入500.0g 亚磷酸三甲酯，催化剂NPSM20.0g，开动搅拌，缓慢加热到回流温度(105-110℃)，当回流明显减慢时，继续加热使反应体系始终保持回流状态，当内温达到160℃且无回流现象时，即为反应终点。

将反应装置改为减压蒸馏装置，收集95-97℃/0.092MPa馏分，得无色透明产品485.0g。

1.2.2 三聚氰胺三聚氰酸盐(Ⅱ)的制备将64.5g三聚氰酸溶于90℃的热水中，分批加入63.0g三聚氰胺，90℃搅拌反应2.5h，pH值7左右时，冷却到室温，过滤，滤饼用热水洗涤，抽干，60℃真空干燥。

膨胀型阻燃剂及应用膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质。

它主要由含氮的化合物组成，当受到高温作用时，化合物会分解产生气体，并且在分解过程中产生大量的灰炭，从而形成一层膨胀隔热层，阻止火焰蔓延。

膨胀型阻燃剂具有以下多种特点：首先，膨胀型阻燃剂的分解过程产生的气体能够使它膨胀成为多孔的泡沫状物质，并且这种物质具有较低的热导率，能够有效隔热。

其次，膨胀型阻燃剂产生的灰炭可以形成一层致密的隔热层，能够阻挡热量的传导和辐射，从而减缓火势的蔓延。

此外，膨胀型阻燃剂还具有绝热性能，它能够吸收空气中的热量，从而将火焰附近的温度降低。

最后，膨胀型阻燃剂还具有多孔结构，能够有效地吸附和排出有害气体，减少有毒物质的释放，保护环境和人体健康。

1.建筑材料：膨胀型阻燃剂被广泛应用于各种建筑材料中，如木材、塑料、绝缘材料等。

在火灾发生时，阻燃剂会迅速膨胀，形成一层隔热层，防止火势蔓延并保护建筑结构。

2.电子电器：许多电子产品和电器设备中都含有阻燃剂。

例如，手机、电视、电脑等设备的外壳通常都采用阻燃材料，以防止高温或电火花引起的火灾。

3.输电线缆：输电线缆中的阻燃剂起到防止电火花引起火灾的作用。

膨胀型阻燃剂在电火花产生时能够迅速膨胀，形成一层隔热层，防止火焰传播。

4.航空航天领域：在航空航天领域，因为飞行器在高温高速环境下飞行，所以使用阻燃剂尤为重要。

膨胀型阻燃剂被广泛应用于飞机内饰、燃料箱和发动机罩等部件中，以提高航空器的火灾安全性能。

综上所述，膨胀型阻燃剂是一种能够在高温下膨胀产生阻隔效果的化学物质，它在防止火焰蔓延、防止热量传导和辐射方面具有独特的优势。

它的应用领域广泛，包括建筑材料、电子电器、输电线缆和航空航天等领域。

通过使用膨胀型阻燃剂，可以提高材料和设备的抗火性能，降低火灾风险，保护生命财产安全。

膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂，它不含卤素，也不采用氧化锑作为协效剂，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，故称为膨胀型阻燃剂，它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。

20世纪90年代后，膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃，它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一，其在纺织品的阻燃整理中也极具潜力。

基本要素：膨胀型阻燃剂有三个基本要素。

即酸源、炭源和气源。

酸源又称脱水剂或炭化促进剂，一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物，如磷酸、硼酸、硫酸和磷酸酯等；炭源也叫成炭剂，它是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等；气源也叫发泡源，是含氮化合物，如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等。

三组分中，酸源最为主要，比例最大，且阻燃元素含于酸源中，所以酸源是真正意义上的阻燃剂，碳源和发泡剂则是协效剂。

阻燃机理：IFR的阻燃作用主要是依靠在材料表面形成多孔泡沫焦炭层，它是一个多相系统，含有固体和液体和气态产物。

炭层阻燃性质主要体现在：使热难于穿透凝聚相，阻止氧气进入燃烧区域，阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面。

焦碳层形成过程为：在150℃左右，酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸；在稍高的温度下，酸与碳源进行酯化反应，而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂，加速反应；体系在酯化反应前和酯化过程中熔融，反应过程中产生的不燃性气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时，多元醇和酯脱水碳化，形成无机物及碳残余物，体系进一步发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫炭层。

应用及发展方向：膨胀型阻燃剂应用于纤维和织物主要通过两种方式，一是将阻燃剂配制成整理液，通过涂布等方式整理到织物表面，天然纤维大多采用此方法；二是将膨胀型阻燃剂作为一种共聚单体加入到聚合物中，大多用于合成纤维的阻燃。

合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。

膨胀型防火涂料的膨胀倍数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述膨胀型防火涂料是一种具有膨胀特性的涂料，主要用于建筑物、船舶、桥梁等防火阻燃的需要。

膨胀型防火涂料在受到高温火焰或热辐射时，能够迅速膨胀形成一层密封的保护层，有效隔离火灾并延长燃烧时间。

这种涂料具有良好的防火性能，能够为人们的生命安全和财产安全提供重要保障。

膨胀型防火涂料的膨胀倍数是指涂料在被加热时体积倍增的程度。

通过选择合适的膨胀倍数，可以在火灾发生时扩展到足够厚度，保护基底材料不受到高温的直接侵害，以防止火势进一步扩散。

因此，膨胀型防火涂料的膨胀倍数是评估其防火性能和可靠性的重要指标。

本文将分析膨胀型防火涂料的膨胀倍数的影响因素，并探讨如何选择合适的膨胀型防火涂料。

最后，还将展望膨胀型防火涂料未来的发展趋势，为相关领域的工作者提供参考和指导。

1.2文章结构文章结构的部分，我们将介绍本文的组织结构和主要内容，以便读者更好地理解和阅读整篇文章。

本文总共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，我们将对膨胀型防火涂料进行概述，介绍其基本特点和应用背景。

同时，我们将给出文章的目的，即研究膨胀型防火涂料的膨胀倍数的影响因素以及选择合适的膨胀型防火涂料的方法。

最后，我们将用一小段总结引言部分，为后续内容的展开做好衔接。

在正文部分，我们将详细探讨膨胀型防火涂料的相关知识。

首先，我们将介绍什么是膨胀型防火涂料，包括其定义和基本原理。

接着，我们将探讨膨胀型防火涂料的应用领域，并列举实际案例来说明其重要性和有效性。

此外，我们将重点研究膨胀型防火涂料的膨胀倍数的影响因素，包括材料的成分、涂料厚度和施工工艺等。

我们将结合相关研究和实验数据，分析这些因素对膨胀倍数的影响程度，并给出一些实用的建议。

最后，在结论部分，我们将总结膨胀型防火涂料的膨胀倍数的重要性，强调选择合适的膨胀型防火涂料的必要性。

我们将深入分析影响膨胀倍数的因素，并给出具体的选择方法和标准。

膨胀型阻燃剂的研究进展1．膨胀型阻燃剂聚合物材料在建筑装饰、电工电子领域的广泛使用，使火灾的危险性大大增加。

所以，需要对聚合物材料进行阻燃化改性。

传统的含卤阻燃剂，具有优异的阻燃性能，但同时也产生大量的腐蚀性和有毒气体, 由此而引发的二噁英(Dioxin)问题[1，2]，使它们受到人们的审慎对待, 特别是在一些高新技术产业中, 这类材料的应用已受到限制, 且在欧洲未能获得绿色环保标志。

所有这些, 使人们积极寻求无卤、低烟、低毒和对环境友好的新型高效阻燃体系。

最为人们所看好和具有工程应用前景的新型高效、无毒的阻燃体系是膨胀型阻燃剂(intumescent flame retardant, IFR)。

具有膨胀性质的防火层已经使用了约50年，而在聚合物材料中加入膨胀型阻燃剂是最近才使用的方法。

在燃烧时，这些添加剂使聚合物表面形成泡沫状炭，阻止了热和氧向聚合物内部传递，同时阻止聚合物降解产物向火焰扩散。

在聚合物热分解速率小于维持火焰所需的速率时，导致火焰熄灭。

此外，膨胀炭化物黏附在燃烧的聚合物熔融区，从而防止了溶滴，避免了使用卤系阻燃剂常会出现的火蔓延。

膨胀型阻燃涂层的最早报道是Tramm等于1938年申请的专利。

膨胀“intumescent”一词描述阻燃高聚物受高热或燃烧时所发生的膨胀或发泡现象是Olsen和Bechle在1948年最早使用。

Jones等详细研究了膨胀阻燃体系的多种组分所起的作用。

他将提供炭的化合物称为炭源，将导致泡沫效应的化合物称为发泡源，在燃烧时生成酸的物质称为酸源。

20世纪80年代，这种膨胀型阻燃体系由于阻燃新法规的颁布，和卤素阻燃剂的环境问题而得到迅速发展。

20世纪90年代，人们对膨胀阻燃的人财两旺研究更加深入，特别是在P-N协效阻燃机理的研究[3]。

产生膨胀作用需要三种主要成份：（1）酸源。

酸源在加热时产生酸。

（2）炭源。

炭源在为富含炭原子的化合物，在酸的作用下脱水成炭。

（3）气源。

化学膨胀型阻燃剂为制备低烟无卤环保阻燃橡胶材料提供了另一种重要途径。

膨胀型阻燃剂(IFR)是指一类以碳、氮、磷元素为核心成分的复合阻燃剂，一般由碳源(成炭剂)、酸源(脱水剂)和气源(膨胀剂)三部分组成。

传统使用的IFR为聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)三者及其衍生物并用。

IFR的阻燃机理被认为是：复合材料在燃烧时，三源间发生化学反应生成多孔膨胀炭层，该炭层实质为碳的微晶。

该炭层不易燃烧，但可以起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴等作用，从而达到阻燃的目的。

炭层形成的历程是：(1)在较低的温度下，酸源分解释放出无机酸；(2)在稍高于酸源释放酸的温度下，体系中的酸与醇发生酯化反应；(3)阻燃材料在酯化前和酯化过程中逐渐融化、变软；(4)反应过程中产生的水蒸气和气源放出的不燃性气体使整个熔融体系发泡膨胀，同时酯脱水炭化，形成无机物及碳的残渣；
(5)体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，反应结束。

上述各步反应几乎同时发生，但又须按严格的顺序进行，如果其中任何一个反应不能适时进行就不能起到膨胀阻燃的作用。

塑料阻燃剂知识汇总第一节 概述大多数高分子材料,无论中天然的,还是合成的,遇火都会燃烧.阻燃剂就是一类能够防止材料被引燃或者抑制火焰传播的助剂.阻燃剂主要用于合成高分子材料或天然高分子材料的阻燃.在高分子材料中加工入阻燃剂﹐能够减少高分子材料的可燃性﹐能使高分子材料接触火焰时﹐燃烧迅速变慢﹐离开火源后能较快的自熄。

注意﹐含有阻燃剂的材料并不能成为不燃材料﹐它们只能减少火灾危险﹐而不能消除火灾危险。

对阻燃剂的要求是多方面的。

人们希望阻燃剂能在用量很低的情况下具有持久的阻燃作用﹔希望阻燃剂无毒﹐不会在燃烧时生成有毒气体和浓烟﹔希望阻燃剂具有较高的热稳定性﹐在遇火情况下不会分解或者挥发﹔希望基础树脂的力学性能和物理性能不会由于阻燃剂的使用而损失或降低。

应在材料的阻燃性及其它性能之间寻求最佳的性/价比（effect ratio /cost）﹐而不能过多地降低材料原有的良好性能为代价﹐来一味地满足阻燃性能过高的要求。

除此之外﹐在提高材料阻燃性的同时﹐应尽量减少材料的热分解或燃烧生成的有毒气体信发烟量。

在阻燃剂领域﹐阻燃和抑烟是相辅相成的。

阻燃剂主要是含磷﹑卤素﹑硼﹑锑﹑铅﹑钼等元素的有机物的无机物。

根据其使用方法﹐阻燃剂一般分为添加型和反应型两类。

添加型阻燃剂是在塑料加工过程中简单参加和混合在塑料中﹐主要用于热塑性塑料。

反应性阻燃剂是在聚合物合成过程中﹐作为一个组分参加反应﹐并键合到聚合物的分子链上﹐多用于热固性树脂。

有些反应型阻燃剂﹐也可在塑料的加工过程中添加。

按照化学结构﹐阻燃剂又可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两类。

无机阻燃剂包括铝﹑锑﹑锌﹑钼等金属氧化物﹑磷酸盐﹑硼酸盐﹑硫酸盐等﹔有机阻燃剂包括含卤脂肪烃和芳香烃﹑有机磷化合物﹑卤化有机磷化合物等。

阻燃剂按照起阻燃作用的主要元素还可分为卤素系阻燃剂﹑磷系阻燃剂以及铝﹑锑﹑硼﹑钼等金属氧化物阻燃剂﹔也可以按大的类别分为溴系﹑磷系﹑氯系和铝基﹑硼基﹑锑基阻燃剂等。

深圳市长园特发科技有限公司
膨胀型阻燃剂的阻燃机理
膨胀型阻燃剂主要由3部分组成：碳源（成炭剂）、气源（发泡剂）。

其中各个组分的作用如下，炭源：在脱水剂和发泡剂的联合作用下，形成具有多孔结构的炭质泡沫层；酸源：加热或燃烧下能够生成酸的化合物，从而促使炭源脱水，加速炭层形成；气源：发泡剂在融化后固化前受热分解，释放惰性气体从而使所形成的炭层膨胀起来。

此外，除了以上3部分外，膨胀型阻燃剂通常要添加协效剂，起催化增强的作用，其代表物质在表1中列出。

膨胀型阻燃剂主要由所形成的多孔泡沫炭层在凝聚相起到阻燃作用，该炭层的形成主要按以下5步：
1.在温度较低时由酸源放出能酯化多元醇且可作为脱水剂的无机酸；
2.在温度稍高于释放酸时，发生酯化反应，而体系中的胺则作为酯化的催化剂；
3.体系在酯化前或酯化过程中熔化；
4.反应产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使熔融体系膨胀发泡；
5.反应接近完成时，体系胶化和固化，最终形成多孔泡沫炭层。

要的。

深圳市长园特发科技有限公司
技术部：范宇。

膨胀阻燃剂阻燃机理一、引言膨胀阻燃剂是一种新型的阻燃材料，其主要作用是通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。

膨胀阻燃剂具有环保、低毒、高效等特点，在建筑、交通运输等领域得到广泛应用。

本文将会详细介绍膨胀阻燃剂的机理。

二、膨胀阻燃剂的分类根据不同的化学组成和特性，可以将膨胀阻燃剂分为以下几类：1. 磷系膨胀阻燃剂磷系膨胀阻燃剂是目前应用最广泛的一种，其主要成分是含氮、含氧的有机物和无机盐。

在高温下，这些物质会产生氮氧化物和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构，从而形成了一个具有良好隔热性能和低导电性能的保护层。

2. 氢氧化铝型膨胀阻燃剂氢氧化铝型膨胀阻燃剂主要是由氢氧化铝和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，氢氧化铝会分解产生水和氧气，从而形成一个多孔的保护层。

此外，它还具有良好的耐火性能和耐腐蚀性能。

3. 硅酸盐型膨胀阻燃剂硅酸盐型膨胀阻燃剂主要是由硅酸盐和一些助剂组成，其主要机理是在高温下，硅酸盐会分解产生二氧化硅和水，在加入适量的碱性金属盐后，会发生化学反应生成稳定的多孔结构。

三、膨胀阻燃剂的机理1. 膨胀机理当材料受到火焰的侵袭时，膨胀阻燃剂中的水分会被释放出来。

在高温下，这些水分会迅速转化为水蒸气，并与其他物质产生反应。

例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物会在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。

这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。

2. 阻燃机理膨胀阻燃剂中的化学成分可以通过吸收和释放水分来形成膨胀层，从而起到阻燃的效果。

例如，在磷系膨胀阻燃剂中，含有氮、磷等元素的有机物可以在高温下分解产生氮氧化物和水，然后与金属盐发生反应生成稳定的多孔结构。

这些多孔结构具有良好的隔热性能和低导电性能，可以有效隔离火源。

3. 炭化机理当膨胀阻燃剂受到火焰侵袭时，其中的有机物会发生裂解并形成碳化物。

阻燃工程师必背：典型阻燃剂机理大全（下）在上期推文中，阻博士给大家系统整理介绍了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂和协同阻燃的机理。

今天，我们将继续上期话题，为大家介绍其他几种经典阻燃剂的阻燃机理。

膨胀型阻燃体系阻燃机理膨胀型阻燃剂主要由三部分组成：炭化剂(炭源)、炭化催化剂(酸源)、膨胀剂(气源)。

炭化剂为膨胀多孔炭层的炭源，一般是含碳丰富的多官能团(如—OH)物质，季戊四醇(PER)及其二缩醇、三缩醇是常用的炭化剂。

炭化催化剂一般是可在加热条件下释放无机酸的化合物。

无机酸要求沸点高，而氧化性不太强。

聚磷酸铵(APP)为常用的炭化催化剂。

膨胀剂为受热放出惰性气体的化合物，一般是铵类和酰胺类物质，如尿素、密胺、双氰胺及其衍生物。

各组分的选择准则如下：(1)酸源：为了具有实用性，酸源必须能够使含碳多元醇脱水。

在火灾发生前，我们不希望脱水反应发生，所以常用的酸源都是盐或酯。

酸源释放酸必须在较低的温度进行，尤其应低于多元醇的分解温度。

如果有机部分有助于成炭，使用有机磷化物效果更好。

(2)炭源：炭源的有效性与碳含量及活性羟基的数量有关。

炭源应在其本身或基体分解前的较低温度下与催化剂反应。

(3)气源：发泡剂必须在适当的温度分解，并释放出大量气体。

发泡应在熔化后、固化前发生。

适当的温度与体系有关。

对于特定的膨胀阻燃聚合物体系，有时并不需要3个组分同时存在，有时聚合物本身可以充当其中的某一元素。

使用以上准则可预测大多数体系的有效性。

膨胀型阻燃剂受热时，炭化剂在炭化催化剂作用下脱水成炭，碳化物在膨胀剂分解的气体作用下形成蓬松有孔封闭结构的炭层。

一旦形成，其本身不燃，且可削弱聚合物与热源间的热传导，并阻止气体扩散。

一旦燃烧得不到足够的燃料和氧气，燃烧的聚合物便会自熄。

此炭层经历以下几步形成：(1)在较低温度下由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸。

(2)在稍高于释放酸的温度下，发生酯化反应，而体系中的胺则可作为酯化的催化剂。

1、P-N系膨胀型阻燃剂的阻燃机理一般包括三部分,即碳源(常为多羟基化合物,如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸铵,即APP)及发泡剂(如三聚氰胺),它们是通过下述相互作用而形成炭层的：①在较低温度(150℃左右,具体温度取决于酸源和其他组分的性质)下,有酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸;②在稍高于释放酸的温度下,酸与多元醇(碳源)进行酯化法反应,而体系中的胺则作为此酯化反应的催化剂,加速反应进行;③体系在酯化反应前或酯化反应过程中熔化;④反应过程中产生的水蒸气和气源产生的不燃性气体使已处于溶融状态的体系膨胀发泡。

与此同时,多元醇和酯脱水炭化,形成无机物及炭残余物,且体系进一步膨胀发泡;⑤反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层。

2.P-N系膨胀型阻燃剂由三部分组成，（1）酸源：提供酯化反应所需的酸;(2)碳源：提供酯化反应所需的羟基或者其它基团的物质；（3）气源：提供体系膨胀发泡所需要的气体。

3..为什么某些P-N系阻燃剂挤出过水槽的时候条子容易粘水？条子容易粘水是由于阻燃剂的部分组份水溶性比较好，通过螺杆机出口的时候，温度比较高的条子接触到冷水槽，粉体容易析出，所以阻燃剂里面成份必须是难溶水的。

而我公司EPFR-100A与EPFR-100C阻燃剂应用于PP中，不会出现上述条子粘水现象。

4.为什么不同的PP加入相同的份数阻燃剂存在阻燃效率的差异？由于PP基体的不同，如均聚PP和共聚PP，由于其内部烯烃含量的不同，这是因为共聚PP里面有PE侧链，PP中的H原子比PE中活性大；PP比PE燃烧热小，与阻燃剂一开始共同起作用，PE分解温度高，后面才起作用；PP基材分解温度在227-247度之间，而PE 在335-450度之间，阻燃剂分解温度在260度，PP与阻燃剂匹配性更好。

5.P-N系膨胀型无卤阻燃剂用于玻纤PP为什么效果会变差？一般来说随PP量的减少，阻燃剂量的增加，材料的阻燃效果会越来越好，为什么在玻纤里面PP相对减少（加入了玻纤），阻燃剂份数不变，而阻燃会变差了甚至不阻燃，这主要是由于玻纤的加入破坏了P-N膨胀体系的阻燃机制，玻纤分布于塑料的各个地方，对于炭层的闭合有大大的破坏作用，以至于不能隔绝氧气而达到组燃烧的效果。

膨胀阻燃剂的工作原理
膨胀阻燃剂是指在火灾条件下能够发生化学反应，产生大量气体从而形成膨胀层，阻止火势蔓延的物质。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 材料膨胀：膨胀阻燃剂含有使其在高温条件下膨胀的物质，当温度升高超过一定阈值时，这些物质会发生热分解、气化或挥发等反应，产生大量气体。

气体的产生使得材料体积膨胀，形成膨胀层，从而减缓热的传导速度。

2. 稳定化层：膨胀阻燃剂中的某些成分在高温下会发生化学反应，生成一种稳定的层状结构覆盖在燃烧表面上，形成阻隔层。

这种层状结构具有隔热和隔氧的作用，能够有效地隔绝火源、空气和可燃物的接触，阻止火焰的蔓延。

3. 消烟作用：膨胀阻燃剂会在火灾条件下产生大量气体，这些气体往往能够与燃烧产生的有害气体反应，从而使得烟雾减少甚至消失。

这一过程能够提供良好的能见度和通风条件，有利于人员疏散和灭火工作。

综上所述，膨胀阻燃剂通过产生气体使材料膨胀、形成稳定化层和减少烟雾，来阻止火势的蔓延，保护人员和财产的安全。

膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂，含这类阻燃剂受热时表面能形成一层致密泡沫炭层起到隔热、隔氧、抑烟又能防止熔滴；具有良好的阻燃性能。

我国自1992年就开始有研究成功的报告，至今有多个研究单位从事这方面的开发，但仍未见工业规模的生产报道。

一直没有达到规模生产的原因可能有两个：一是产品中留有尚未反应的无机酸反映在阻燃制品表面有吸潮现象；另外一个就是膨胀型阻燃剂是一些大分子化合物合成；其最后一步是固相反应，它的传质、传热过程太复杂而至今工业化有一定困难。

最后关于无机阻燃剂需要说明的是历来有人将三氧化二锑归于这一类，但严格来讲三氧化二锑本身不是阻燃剂，它只是与卤素类阻燃剂合用的协效剂。

氢氧化铝、氢氧化镁是无机阻燃剂中的主力军，尤其当某些领域内提倡无卤阻燃时，它们就会成为第一选择。

由于无机阻燃剂需要添加的量很大，在某些特殊的情况下会超过高聚物本身的量，因此势必对高聚物的物理机械性能产生非常大的影响这就要求对无机阻燃剂作出处理即微粒化、表面活化。

微粒化的目的是让它们在高聚物中分散均匀在体相中处处起到阻燃作用。

实验证明要达到同一阻燃标准，微粒化可适当减少用量。

另外表面活化就是为了使无机阻燃剂与高聚物之间相容性好这样可以减轻由于大量无机阻燃剂加入而使高聚物本身机械强度的下降。

最近有些文章谈及无机纳米粒子的阻燃优越性。

我们的工作经验认为这些纳米粒子的添加或许对改善机械强度有好处但对阻燃性能不会有太大影响。

因为无机阻燃剂阻燃机理是通过受热分解释放水蒸气来降低体系温度同时水蒸气又稀释了可燃性气体来达到阻燃效果它是以水蒸气的量来决定它的阻燃效果因此与阻燃剂的量有关与阻燃剂是否纳米粒子无关一般来讲无机阻燃剂的粒径分布在之间已足矣。