使用
环保阻燃剂时,可以从选择合适的阻燃剂、优化添加方式、协同使用其他物质等方面来提高阻燃效果,以下是具体方法:

合理选择阻燃剂
根据材料特性选择:不同的材料具有不同的化学结构和物理性质,需要匹配相应的阻燃剂。如对于含羟基的纤维素材料,可选择磷系阻燃剂,它能与羟基发生反应,在材料表面形成一层不易燃烧的炭化层;对于聚烯烃类材料,卤系阻燃剂曾是常用的选择,但考虑到环保因素,现在更多倾向于使用磷 - 氮系膨胀型阻燃剂,能在高温下形成膨胀的炭质层,起到隔热隔氧的作用。
考虑阻燃剂的形态:阻燃剂的形态也会影响其阻燃效果。例如,纳米级的阻燃剂由于具有更大的比表面积和更好的分散性,能更均匀地分布在材料中,与材料的相互作用更强,从而提高阻燃效果。如纳米氢氧化镁、纳米蒙脱土等,在聚合物材料中添加少量就能显著提高材料的阻燃性能。
优化添加方式
采用合适的添加量:在一定范围内,阻燃剂的添加量越多,阻燃效果通常越好,但也需考虑材料的性能和成本。应通过实验确定最佳添加量,如在聚丙烯中添加氢氧化铝阻燃剂,当添加量达到 60% 左右时,材料的阻燃性能可达到 UL94 V-0 级标准,但继续增加添加量可能会导致材料的力学性能大幅下降。
改善分散方法:确保阻燃剂在材料中均匀分散是提高阻燃效果的关键。可采用机械搅拌、超声波分散、表面处理等方法。如在制备阻燃型环氧树脂时,先将阻燃剂用硅烷偶联剂进行表面处理,再通过高速机械搅拌使其均匀分散在树脂基体中,能有效提高材料的阻燃性能。
协同使用相关物质
与协效剂配合使用:协效剂能与阻燃剂产生协同作用,提高阻燃效果。如在含磷系阻燃剂的体系中,加入少量的金属氧化物(如二氧化锰、三氧化二锑等)作为协效剂,可以改变阻燃剂的分解温度和产物,促进炭层的形成,提高阻燃性能。
多种阻燃剂复配:不同类型的阻燃剂具有不同的阻燃机理,将它们复配使用可以发挥各自的优势,产生协同阻燃效果。如将磷系阻燃剂和氮系阻燃剂复配,磷系阻燃剂在凝聚相发挥作用,促进材料成炭,氮系阻燃剂在气相发挥作用,稀释可燃气体,二者复配后能在凝聚相和气相同时发挥阻燃作用,提高阻燃效果。
改进材料加工工艺
调整加工温度和时间:加工温度和时间对阻燃剂的性能有重要影响。若加工温度过高或时间过长,可能会导致阻燃剂分解失效。如在生产阻燃型聚氯乙烯时,加工温度应控制在 160℃-180℃之间,加工时间不宜超过 10 分钟,以保证阻燃剂的稳定性和阻燃效果。
优化成型工艺:不同的成型工艺会影响材料的结构和性能,进而影响阻燃效果。如采用注塑成型时,适当提高注射压力和速度,能使阻燃剂在材料中分布更均匀,提高阻燃性能;对于挤出成型工艺,优化螺杆转速和长径比等参数,也有助于改善阻燃剂的分散和材料的阻燃效果。