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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

料热分解产物的成分。实现凝聚相阻燃的方法有 ；在 度下有可能具有一定的相容性，填料粒径越小，越易
固相中，阻燃剂可以延缓或终止聚合物热分解所生成 均匀的分散在基体树脂中，就能更有效地增强树脂和
的自由基和可燃性气体 ；添加比热容较大的各式各种 填料之间的界面相互作用，从而改善共混材料的力学
无机填料，达到储存热和导热的作用，阻止聚合物升 和阻燃性能。罗权妮等人研究了不同粒径的氢氧化铝
温，使聚合物难以达到热分解的温度，而不产生可燃 （ATH）对无卤阻燃性 EPDM 的影响，发现 ATH 粒径
气体 ；添加可受热分解的阻燃剂，从而使聚合物处于 越小，拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均有所提高，
低温状态而不能热分解 ；阻燃剂通过燃烧可在在聚合 硫化胶的氧指数越高，贮能模量越大。但氢氧化物粒
物表面形成能够使聚合物隔热、隔氧保护炭层，并阻 径太小时，表面活性很大，颗粒之间容易聚集，橡胶
止聚合物分解放出的可燃气体再次进人燃烧气相，从 力学性能提高方面并不是太明显。严满清等人采用碱
而中断烧烧。 式硫酸镁晶须 [MgSO 4 （5MgOH) 2 ·3H 2 O，简称 MOS]
（3）中断热交换阻燃机理 代替氢氧化镁，由于晶须的强度和模量均接近完整晶
中断热交换阻燃机理是指阻燃剂加人聚合物后， 体的原子结合理论结合力，使其填充 PP/EPDM 热塑
能够带走聚合物燃烧时产生的部分热量，降低聚合物 性弹性体的拉伸强度比 Mg（OH）、（UH）填充的高
温度，不能维持热分解状态，进而使燃烧中断，从而 3~4 MPa， 断 裂伸 长 率 高 100%~200%， 缺 口 冲击 强
2
使反馈到本体材料上的热量减少了，延缓了燃烧，导 度高 4~6 kJ/m ，氧指数高出 1%~2%。
致燃烧中止。因此，熔融材料的可燃性一般都较低， 化学方法主要是采用高级脂肪酸及其金属盐类、
但是滴落的灼热液滴有引燃其他物质的可能。聚合物 硅烷偶联剂等对其表面进行处理。chiang 发现用偶
的燃烧过程和阻燃过程都是同时涉及上述多个机理复 联剂对无机物添加剂进行表面改性时，偶联剂的分
杂的过程。 子量对抗冲击性能有较大的影响。当偶联剂的分子
链足够长时，可以与聚合物的分子链相互缠结，提
2 EPDM 阻燃剂 高抗冲击性能。Carpentier 研究了在加入 100 份
按阻燃元素种类，阻燃剂常分为卤系、有机磷系 MH 为阻燃剂的 EVA 体系中，进一步添加少量金属
及卤一磷系、氮系、磷一氮系、锑系、铝一镁系、无 化合物 [ 如双（8 一羟基哇琳）镍（I），氧化镍（II），
机磷系、硼系、钼系等。目前用量最大的阻燃剂有无 氧化镍（III），二茂铁，硼酸锰等 ] 就可以显示出协
机金属氢氧化物、无机或有机磷系列、硅系列、聚合 同阻燃增效作用。
物纳米复合阻燃剂以及膨胀型阻燃剂（IFR）等。 2.2 磷系列阻燃剂
2.1 无机金属氢氧化物类阻燃剂 磷系阻燃剂分无机和有机磷阻燃剂。无机磷阻燃
氢氧化铝和氢氧化镁是两种最常用的金属氢氧化 剂主要以红磷、磷酸盐及磷氮基化合物为主 ；有机磷
物。其阻燃机理可以归纳为 ；其一，填充氢氧化物受 系阻燃剂主要以磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯为主。此外。
热分解吸热，吸收辐射能，有利于降温和促进脱氢反 还有多种磷取代基的化合物、多聚物、齐聚物以及多
应和保护炭层 ；其二，分解放出的水，作为冷却剂和 种磷一氮键化合物，故磷系阻燃剂种类非常多。磷系
稀释剂，形成水蒸汽可将火焰包围 ；其三，氢氧化物 阻燃剂是弱的火抑制剂，对聚合物阻燃作用主要以凝
脱水后可在可燃物表面生成隔热层，阻止聚合物与氧 聚相阻燃为主。磷系阻燃剂在凝聚相方面的阻燃作用
接触，起到阻燃作用 ；其四，对于氢氧化铝可作为电 在于磷系化合物受热后首先分解为一种很好的脱水催
子给予体，终止自由基反应，生成不能引发自由基反 化剂，从而促使聚合物脱水炭化。在受强热时，磷酸
应活性较低的无机自由基，氢氧化物一般需要添加 60 聚合为聚磷酸，它是一种更强的脱水催化剂。磷酸脱
份以上才能有较明显的阻燃效果。但大量的添加会使 水后所生成的焦炭层呈石墨状，能隔阻内部聚合物与
橡胶拉伸和撕裂强度明显减少，黏度增大，韧性减小。 氧气接触，焦炭层导热性差，使聚合物与热源隔绝，
断裂伸长率下降。减少金属氢氧化物粒径和表面进行 减缓了热分解，从而起到阻燃的作用。于莉等人考察
改性可解决这些问题，这两种方法分别属于物理方法 了在添加 15 份十溴二苯醚的 EPDM/PP 体系中加入红
和化学方法。物理方法即通过超微细化技术减小粒径。 磷，发现加人 0~5 份红磷后氧指数有大幅提升，随红
Herr 等的研究表明原本不相相容的两物质在纳米尺 磷用量的增加，硬度增加，拉伸强度和拉断伸长率都

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