*早有關(guān)膨脹型阻燃劑(IFR)的報道出現(xiàn)在1938年的膨脹型防火涂料,在1948年有關(guān)瀝青復(fù)合體系的專利中首次使用了“膨脹”這一術(shù)語,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年代對化學(xué)膨脹型阻燃涂料體系包含的組分進(jìn)行分類,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會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,燃燒的聚合物便會自熄。這種多孔的炭層具有隔熱.隔氧、無滴落并使火焰自熄的作用,且無鹵、低煙、低毒、無腐蝕性氣體。

膨脹型阻燃劑(IFR)部分組成:酸源，又稱脫水劑或炭化促進(jìn)劑，通常為無機(jī)酸或無機(jī)酸化物，可與樹脂作用,促進(jìn)碳化物的生成，一般指無機(jī)酸或在加熱時在原位生成酸的鹽類;炭源,又稱成炭劑，主要為--些含碳量較高的多羥基化合物或碳水化合物,如樹脂本身、淀粉、季戊四醇及其二聚體和三聚體等;氣源,又稱發(fā)泡源,可釋放出惰性氣體,為含氮類化合物，如胺類和酰胺等。氮化合物除起發(fā)泡作用外,對碳化層的形成也有促進(jìn)作用。對于不同IFR體系,有時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: IFR的熱穩(wěn)定性一定要好，能夠承受聚合物加工過程中200"C以上的高溫;聚合物熱解過程中產(chǎn)生大量的揮發(fā)性物質(zhì)和殘渣,不能對膨脹過程產(chǎn)生不良影響;聚合物燃燒時,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驗室研究階段。現(xiàn)在國際市場上已供應(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:聚磷酸銨(APP)類及三聚氰胺(MA)類。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)是一類重要的物理膨脹型阻燃劑，它是以天然鱗片石墨經(jīng)無機(jī)酸(硫酸等)處理而得到的一種 石墨插層化合物。在受熱時,碳與無機(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。