膨胀型阻燃剂中磷氮元素含量较高,在燃烧过程中能形成致密的泡沫炭层,从而起到隔热、抑氧和防熔滴作用。阻燃剂的阻燃性能优异,IFR燃烧时不产生卤化氢气体,属于环保型阻燃剂。
膨胀型阻燃剂有三部分组成,分别是成炭剂(炭源)、脱水剂(酸源)和发泡剂(气源)
(1)成炭剂。是指在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化的物质,成炭剂是形成泡沫炭化层的物质基础。主要是一些含炭量高的多羟基有机化合物。常见的有季戊四醇,此外尼龙6(PA6)的成炭效率高,使用也较为广泛。
(2)脱水剂。是指在燃烧过程中夺取膨胀型阻燃剂中成炭剂水分的物质,主要作用是促进多羟基化合物脱水炭化,形成具有一定厚度的不易燃烧的炭质层。脱水剂主要是一些无机酸盐和无机酸酯类。用得最多的是磷酸铵盐、磷酸酯、硼酸盐和硅酸盐。
(3)发泡剂。在被阻燃系统中受热时,分解释放出大量无毒并能灭火的气体,同时发生膨胀并形成海绵状细泡结构的化合物。常用的发泡剂有三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂等。
故未来的膨胀型阻燃剂(IFR)的发展趋势为:
(1)热稳定性高,满足聚合物高温加工型的需要;
(2)从极性相似相容的原则考虑,应对IFR进行表面处理,使其易于分散,在燃烧时可形成覆盖于基材表面上的均匀致密的膨胀炭质层;
(3)集酸源、碳源和发泡源于一身的“三位一体”IFR。