硅系阻燃劑是一種新型的無鹵阻燃劑，是一種成炭型抑煙劑，它在賦予聚合物優(yōu)異阻燃抑煙性的同時，還能改善聚合物的加工性能及提高聚合物的機械強度。硅系阻燃劑具有高效、無毒、低煙、無熔滴、無污染的特點，在眾多的無鹵阻燃體系中，備受關(guān)注。硅系阻燃劑分為有機硅系和無機硅系兩大類，有機硅系主要是聚硅氧烷，包括硅油、硅橡膠、多種硅氧烷共聚物以及硅樹脂等，而發(fā)展最為迅速的是有機聚硅氧烷;無機硅系主要有硅酸鹽(如蒙脫土)、硅膠、滑石粉等。





1.阻燃機理

有機硅系阻燃劑在其燃燒的時候會較早發(fā)生熔融滴落現(xiàn)象，其中有機硅阻燃劑的熔滴物質(zhì)穿過聚合物基體的空隙轉(zhuǎn)移到基材的表面，生成致密而穩(wěn)定的含硅(主要成分SiO2)炭層，這層含硅炭層既阻止了燃燒分解的可燃性物質(zhì)的外逸，同時也起到隔熱隔氧的作用，阻止高聚物材料的熱分解，達到阻燃、低煙、低毒的目的;無機硅系阻燃劑的阻燃作用屬于凝聚相阻燃機理，一般認為是通過燃燒時形成的無定形硅或者硅化物保護層的阻隔屏蔽作用來達到阻燃目的的。


2.常用配方

反應(yīng)型有機硅系阻燃劑作為聚合單體連接到聚合物分子鏈上，或者有機硅氧烷接枝到聚合物分子鏈上，實現(xiàn)阻燃劑與基體材料一體化的共聚物，一方面防止阻燃劑在聚合物內(nèi)遷移，另一方面實現(xiàn)了阻燃劑與聚合物基體完美的兼容，可以有效保持甚至提高材料的機械性能。例如SFR-100聚硅氧烷聚合物，與聚合物的結(jié)合機理和互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)部分交聯(lián)機理相類似，這種結(jié)合方式可明顯地抑制硅阻燃劑在聚合物基體內(nèi)的流動性，使它不至于遷移到被阻燃材料的表面。由于SFR-100與聚丙烯有非常好的相容性，所以常常單獨或者與其他協(xié)效劑(氫氧化鋁、聚磷酸銨、硬脂酸鎂等)并用來阻燃聚丙烯，可提高PP的抑煙性和阻燃性。

現(xiàn)在已研制并且被廣泛應(yīng)用的無機硅系阻燃劑有SiO2、微孔玻璃、低熔點玻璃以及玻璃纖維、硅凝膠/K2CO3、硅酸鹽/APP、SiO2/SnCl4、硅氧烷/硼、水合硅化合物/APP等。無機硅系的阻燃劑以二氧化硅為代表，SiO2既具有阻燃作用，同時也是一種聚丙烯增強添加劑;SiO2通常與其他阻燃劑共同協(xié)效作用，例如，SiO2與1-氧基磷雜-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(PEPA)形成的硅-磷復合體系阻燃PP，SiO2與季戊四醇合成的具有對稱結(jié)構(gòu)的雙環(huán)籠狀四配位硅阻燃劑，應(yīng)用于PP，均發(fā)揮良好的協(xié)效阻燃作用。SiO2與膨脹型阻燃劑、氫氧化鎂的協(xié)效阻燃用于聚丙烯中也被研究。

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