添加型消煙劑是通過機(jī)械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有消煙性的，目前添加型消煙劑主要有有機(jī)消煙劑和無機(jī)消煙劑，鹵系消煙劑（有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物）和非鹵。

有機(jī)是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些消煙劑，無機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等消煙體系。

反應(yīng)型消煙劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有消煙成分的，其優(yōu)點是對聚合物材料使用性能影響較小，消煙性持久。

消煙劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜， 尚未十分明了。

一般認(rèn)為， 鹵素化合物遇火受熱發(fā)生分解反應(yīng)， 分解出的鹵素離子與高分子化合物反應(yīng)產(chǎn)生鹵化氫。

后者與高分子化合物燃燒過程中大量增殖的活潑羥基游離基 (HO·)反應(yīng)，使其濃度降低，燃燒速度減慢，直到火焰熄滅。

鹵素中，溴的消煙作用比氯大。

含磷消煙劑的作用在于它們?nèi)紵龝r形成偏磷酸，偏磷酸聚合成非常穩(wěn)定的多聚態(tài)，成為塑料的保護(hù)層而將氧隔絕。

消煙劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其消煙作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。

多數(shù)消煙劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到消煙目的。

（1）根據(jù)元素種類分為鹵系、有機(jī)磷系及鹵-磷系、氮系、硅系、鋁-鎂系、鉬系等；
 

（2）按消煙作用分有膨脹型消煙劑、成炭消煙劑等；
 

（3）按化學(xué)結(jié)構(gòu)分無機(jī)消煙劑，有機(jī)消煙劑，高分子消煙劑等；
 

（4）按消煙劑與被消煙材料的關(guān)系可分為添加型消煙劑和反應(yīng)型消煙劑，反應(yīng)型消煙劑參與高聚物的化學(xué)反應(yīng)。

鹵系消煙劑

鹵系消煙劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)消煙劑之一。

鹵系消煙劑主要用于電子和建筑工業(yè)，約50~100種含鹵消煙劑覆蓋了大多數(shù)的市場需求。

鹵素消煙劑之所以受到人們的重視，主要是鹵系消煙劑的消煙效率高，價格適中，其性能價格比這一指標(biāo)是其它消煙劑難以與之相比，加之鹵系消煙劑的品種多，適用范圍廣，所以受到人們的青睞。

但是，鹵素消煙劑在熱裂解或燃燒時生成較多的煙和腐蝕性氣體及以受到二惡英問題的困擾。

超過80%的含鹵消煙劑用于電子/辦公設(shè)備及建筑工業(yè)，主要應(yīng)用品種為苯乙烯類及其共聚物，熱塑性工程塑料和環(huán)氧樹脂。

含磷消煙劑

含磷化合物可作為熱塑性塑料、熱固性塑料、織物、紙張、涂料和膠粘劑等的消煙劑。

此類消煙劑包括紅磷、水溶性的無機(jī)磷酸鹽類、不溶性的聚磷酸銨、有機(jī)磷酸酯和膦酸酯類、氧化膦類、氫彈烴基磷酸酯類和溴芳烴基磷酸酯類。

鹵素消煙劑雖然具有高消煙性，但存在環(huán)境污染及毒性等問題，而磷系消煙劑除對苯乙烯和聚烯烴等幾大類聚合物外是非常有效的消煙劑，而且二次污染小，所以該消煙劑受到人們的關(guān)注。

磷酸一銨(MAP)和磷酸二銨(DAP)仍是纖維與織物、無紡織物、紙張、木材等多種纖維素的有效消煙劑。

它們能形成磷酸，使纖維素羥基酯化，所生成的纖維素分解成炭，改變了熱降解歷程，從而達(dá)到消煙的目的。

它們易溶于水，故其消煙性不能持久。它是目前膨脹型消煙劑主要組分之一。

紅磷是極有效的消煙劑，可用于含氧聚合物，例如PC，PET，PBT，PPE，其作為尼龍部件的消煙劑在歐洲用得較多。

由于紅磷會與大氣中的水反應(yīng)生成有毒的磷化氫，因此工業(yè)產(chǎn)品需要做穩(wěn)定化處理和包覆。

三羥基磷(膦)酸酯作為不飽和聚酯高度填充(如氫化鋁、碳酸鈣)時的稀釋劑。

它在鹵化聚酯中也作為協(xié)效劑，不如氧化銻有效，但加工性好。

較不易揮發(fā)的三羥基磷酸酯有三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯和三丁氧基乙基的磷酸酯。

二甲基磷酸甲酯含磷量高達(dá)25%,是極有效的消煙劑。

它的高揮發(fā)性限制了應(yīng)用。適用于聚氨酯硬泡，高填的熱固性樹脂。

在高填充的熱固性樹脂中也作為黏度稀釋劑。

二乙基磷酸乙酯在氨基甲酸乙酯有發(fā)泡劑和胺催化劑的條件下比較穩(wěn)定。

芳基磷酸酯類在工業(yè)中主要用于PVC和乙酸纖維素的不燃性增塑劑和作為工程塑料如PPE，PC/ABS合金的非鹵消煙劑。

芳基磷酸酯類都是液體，主要烷基化產(chǎn)物是用合成的異丙基葳酚或異丁基苯酚制成的。

制法是先使苯酚烷基化，然后再同磷酰氯反應(yīng)。因此烷基化三芳基磷酸酯是一混合物。

其中磷酸三丁苯酯的抗氧化性能較好，但增塑性較差。

磷酸甲三基二苯酯是PVC最有效的消煙劑。

但也最易揮發(fā)，在歐洲使用。

烷烴二芳基膦酸酯增塑性較好，用于PVC有較好的低溫性，它的生煙量也比三芳基膦酸酯少。

2-乙基己基二苯基磷酸酯已得到美國食品和藥品管理局的批準(zhǔn)可用于食品包裝。

異癸基二苯基磷酸酯由于有較長的烴基不易揮發(fā)，可用于PVC電纜，尤其高壓電纜。

二聚體芳基磷酸酯揮發(fā)性較低，其連接基為間苯二酚、對苯二酚或雙苯酚。

它們用于熱塑性塑料(如PPE，PC/ABS)。

改性聚苯醚(PPE)是PPE與高抗沖聚苯乙烯(PS-HI)的摻混物。

根據(jù)等級，一般含有55%~65%的PS-HI。

雖然磷酸酯并不能使PS-HI達(dá)到UL 94消煙等級，但它在工業(yè)上用于消煙PPE樹脂，并達(dá)到UL 95 V-0級。

通過磷酸酯所生成的磷酸使PPE成炭達(dá)到消煙的目的。

工業(yè)用的消煙劑是液態(tài)的烷基化的三芳膦酸酯或二烯酸酯。

三芳基膦酸酯在加工時會揮發(fā)，導(dǎo)致應(yīng)力斷裂。

用較不揮發(fā)的二磷酸酯則可減少應(yīng)力斷裂。

雙酚A可為二磷酸醌的連接基團(tuán)。

含鹵烷基磷酸酯主要用于聚氨酯較硬泡沫制品。

但熱穩(wěn)定性較差。

但因含鹵磷酸酯因基毒性，已被歐盟等多數(shù)國家禁止使用，我國也不推薦使用。

磷氧化物具有水解穩(wěn)定的P—C鍵，它們的含P量高于芳基磷酸酯，因而是更有效的消煙劑。

它們的二元醇和三元醇是聚氨酯和環(huán)氧樹脂的活性消煙劑。

磷化合物作為消煙劑，可在凝聚相中抑制自由基反應(yīng)，它們本身還可生成玻璃狀物質(zhì)直到傳熱、傳質(zhì)的阻隔作用。有機(jī)磷系消煙劑被認(rèn)為是替代鹵代消煙劑最有前景的品種之一。

無機(jī)氫氧化物

無機(jī)氫氧化物是非常重要的消煙劑。

無機(jī)氫氧化物易處理，相對無毒，不產(chǎn)生有毒、有腐蝕性的氣體，而且抑煙，更重要的是比鹵、磷消煙體系便宜。

這類消煙劑采用適當(dāng)?shù)呐浞娇墒共牧线_(dá)到多種測試要求。

無機(jī)氫氧化鋁是無機(jī)氫氧化物銷售最多的消煙劑，主要用于加工溫度在200℃以下的合成橡膠、熱固性樹脂及熱塑性塑料。

考慮含鹵及含磷消煙劑的環(huán)境問題，無機(jī)氫氧化物消煙劑的應(yīng)用得到持續(xù)的增長。

氫氧化鋁是應(yīng)用最廣泛的消煙劑之一。

是一種無毒、白色至淺白色的粉末，相對密度2.42，莫氏硬度為3.0，當(dāng)溫度加熱到高于320℃時，氫氧化鋁因失水而損失其重的34.6%。

對于加工溫度低于氫氧化鋁分解溫度(190~230℃)的聚合物，氫氧化鋁是一種優(yōu)良的消煙材料，值得注意的是顆粒直徑的大小對于熱穩(wěn)定有影響。

氫氧化鋁作為消煙材料，用于彈性體、熱固性樹脂及熱塑性塑料等，也大量用于生產(chǎn)消煙地毯的苯乙烯-丁二烯膠乳中，用于生產(chǎn)消煙絕緣橡膠電纜、保溫泡沫塑料、傳送皮帶及軟管中等。

可用于全部不飽和樹脂中，如層壓大頂棚及墻體，用于盥洗室器具、裝飾墻板、各種套罩、汽車防護(hù)罩、卡車零部件等，以及電子元件包括絕緣體及線路板。

還包括建筑施工用具等。

氫氧化鎂是銷售量第二大無機(jī)氫氧化物消煙劑。

是一種白色至淺白色晶狀體粉末，相對密度2.4，莫氏硬度3.0。加熱至450℃以上時，因失去水而減重30.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

氫氧化鎂用于加工溫度在200~225℃的熱塑性塑料及熱固性樹脂。

主要用于EVAC，PP及共混物、ABS及其共混物、含氟聚合物、PPE及共混物、聚酰亞胺等。

不能用于熱塑性聚酯。

氫氧化鎂與氫氧化鋁一起使用，以滿足不同使用要求。電線電纜、機(jī)架、建筑多層板、管道、電器等零件中也會用氫氧化鎂。

硅化合物是新型消煙劑。

它可完全不依賴鹵素和磷的化合物而發(fā)揮消煙作用。

最近有關(guān)硅消煙劑的文章和專利成為新熱點。

所有各種組成的硅被用作消煙劑研究。

含硅合物無論是作為聚合物的添加劑還是與聚合物組成共混物，都具有明顯的消煙作用。
 

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