材料的阻燃，就是在材料中加入一种物质(通称阻燃剂)而增加其阻燃性，以便阻止或延缓其燃烧的可能性。早在20世纪，国外就开始了阻燃剂的研究。到70年代，有了较大发展，阻燃机理研究的逐步开展，阻燃剂的品种和数量的迅速增加，使阻燃剂的研究和应用大大发展，消耗量不断增加。随着塑料工业的发展，我国阻燃剂的研制、生产应用始于20世纪60年代，起步迟，发展慢，品种少而且产量低。目前阻燃剂的品种有三大类，即无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂。

    1.阻燃剂的分类

    随着合成材料的大量采用，近20年来，阻燃剂在国外发展得很快，在塑料添加剂中用量仅次于填料增塑剂和增强纤维(如图2所示)。

    我国阻燃剂的开发起步于20世纪80年代初，近年的发展十分迅速，1990—1995年产量以25％以上的速度递增，到1995年，年产量已接近11万吨。

    2常用阻燃剂

    2.1氯化石蜡

    含氯量为70％的氯化石蜡是一种白色粉末，在国外是最早工业化生产和应用的有机阻燃剂。生产方法：将石蜡溶化后通人氯气，当含氯量达50％时反应物变粘稠，氯气难以通人，加入四氯化碳稀释后，再继续通氯，反应终了时将氯化氢、游离氯和溶剂等除去得成品。

    2．2磷酸酯类阻燃剂磷酸酯类产品一般用作塑料增塑剂，有的用作阻燃剂。例如磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸三苯酯(TPP)等，具有良好的耐热性，不仅使树脂具有阻燃性，而且具有增塑性。

    2.3三聚氰胺

    有机含氮化合物也属于缩聚型阻燃剂，它们在燃烧后生成可以使塑料脱水及炭化的硝酸。它们主要是三聚氰胺及其衍生物，优点是毒性低，在烯烃中应用三聚氰胺衍生物的结果表明，它们具有一定的阻燃效果。

    2.4季戊四醇

    这类阻燃剂的阻燃机理是，化合物在燃烧时产生水蒸气，对火焰起隔绝作用。在多元醇中使用的主要是季戊四醇，如，Miljac公司的Sta—Flame 88189可用于聚丙烯、PVC、聚苯乙烯及聚氨酯泡沫的阻燃，TotalSpeciaty公司的Penta-Powder及季戊四醇酯均为广谱型阻燃剂。

    此外，FocusChemical公司还开发了丁二醇一1，4阻燃剂，用于聚氨酯软泡。但这类阻燃剂的阻燃效果比前面几种差，常需与协效剂并用。

    2．5氢氧化镁

    氢氧化镁是一种无毒、清洁型阻燃剂，具有良好的消烟性和高填充性。用于填充树脂将提高复合材料的力学性能。当氢氧化镁填充量大于30％时，有明显的消烟作用。采用纤维状氢氧化镁作为阻燃剂，纤维与树脂复合混炼还有增强作用。氢氧化镁是当前公认具有填充、阻燃和抑烟三重功能的化学助剂，具有无毒、无腐蚀和价低等优点。

    2．6硼酸锌

    硼酸锌简称FB，是热稳定性良好的阻燃剂，从经济角度来讲，可部分代替价格较贵的氧化锑，是一种无毒无味的白色粉末，在300~(3以上才失去结晶水。生产方法：将硼砂、硫酸锌和氧化锌在70~(3以上的水溶液中进行搅拌反应，在品种的作用下，制得结晶状的硼酸锌水合物，经过滤，洗涤、烘干得成品。

    2.7氧化硅

    即气相法白碳黑，兼有补强和阻燃作用，主要是在燃烧时，形成二氧化硅的复盖层，起绝热屏蔽作用。如在ps中添加20份SiO 消烟效果很好，与卤化物阻燃剂并用，效果较好。含硅化合物目前用作阻燃剂的主要是硅粉及用有机反应基团改性的硅粉，以及硅J硫酸钾混合物。

    2.8膨胀型石墨

    膨胀型石墨是新开发的一类无机阻然剂，美国已商品化，它能起到隔绝效果，于赤磷有良好的协同效应，两者常同时使用。

    2.9三氧化二锑

    三氧化二锑本身不能起很大阻燃作用，可与卤素阻然剂并用起到阻燃作用。三氧化二锑是一种白色粉末，不溶于水和硝酸。

    生产方法：大多数采用湿法生产工艺，即将硫锑 矿用盐酸浸出生成三氧化二锑，然后再用水解方法制得成品。

    2.10四溴双酚A

    简称TBA，是多用途的阻燃剂，既可作反应型阻燃剂，亦可作添加型阻然剂，是目前国内产量最大的溴系阻燃剂，是一种白色粉末。

    生产方法：将双酚A加入乙醇溶液中，加溴溴化，温度控制在25~(3以下，加完溴后通人Cl2，使反应生成的HBr被CI2氧化成Br2后继续参加反应。副产IiCI也容易除去，经过滤、洗涤、甩干、干燥得成品。不同的制备工艺主要是在于溶剂选择不同。

    3.新型阻然剂的应用

    3．1聚合物／粘土纳米复合材料的特殊阻燃性能嘲

    1997年，jefery等人利用锥形量热计(ASTME1354，ISO5660以及BS476 15标准方法)对尼龙一6粘土纳米复合材料的阻燃性能进行了对比研究，研究结果表明，尼龙一6粘士纳米复合材料具有特殊阻燃性能。表1列出了尼龙及其复合材料阻燃性对比研究的锥形量热计实验数据。

    3．1．1与常规阻然剂的比较

    聚合物／粘土纳米复合材料与其它常规阻燃尼龙相比，更能体现出其优异的阻燃性能。在表1列出的数据中，尼龙一6，6与氧化三苯膦的阻燃共聚物(尼龙一6，6-PO)，在P含量比(40／0)与粘土含量比(5％)相当的条件下。二者热释速率峰值的下降幅度相差不大，前者58％，后者63％。但是，尼龙一6，6-PO比尼龙一6，6的平均熄灭比表面增大7倍；CO的产率增大16倍。即使尼龙一6，6一Po的质量损失速率比尼龙一6，6低50％，其熄灭速率(熄灭比表面×质量损失速率)和CO的生成速率仍将比尼龙一6，6分别高出4倍和10倍。此外，若以聚磷酸胺(APP，添加型)作为尼龙的阻燃剂，其用量一般要超过35％(质量分数)，这样高的添加量不仅提高了产品成本，更严重的是使尼龙的主要力学性能大幅下降(超过20％)。值得一提的是，纳米分散的粘土复合材料与宏观或微米分散的粘土复合材料对聚合物阻燃性的影响也是大不相同的。Bourbigot等人将改性粘土直接掺入发泡聚丙烯体系中进行阻燃研究，结果发现粘土的加入反而降低了体系的氧指数，也就是说，提高了发泡聚丙烯的可燃性。这说明粘土在聚合物中的分散状态不同，对聚合物分解燃烧的作用完全不同，甚至相反。

    3.1.2结论

    聚合物粘土纳米复合材料具有高耐热性、高强度、高模量、高气体阻隔性和低的膨胀系数，而密度仅为一般复合材料的65％~75％，因此可以作为新型高性能工程塑料应用。其特殊的阻燃性，还可以满足对高性能阻燃材料的迫切需要。另外，用聚合物粘土纳米复合材料制备同时具有防火、防腐、防渗漏、耐磨耐候的多功能环保涂料也具有诱人的前景。

    3.2热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料的特性与阻燃机．

    3.2.1特性

    热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料除具有普通电缆料的电气能和物理机械性能外，在燃烧状态下还应具有以下特性：

    阻燃特性—— 能阻止火灾蔓延；

    低烟特性—— 能降低烟雾浓度；

    无卤特性—— 不产生有害和腐蚀性气体；

    3.2.2 阻燃机理

    热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料是由聚烯烃添加无机阻燃填充剂组合而成，其阻燃机理主要是：燃烧时添加在电缆料里的阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁会分解成金属氧化物和水，吸收大量热量，同时脱水反应产生的大量水蒸汽稀释燃性气体；金属氧化物形成一个覆盖层，从而阻止氧气供给护套材料继续燃烧。吸热反应能延迟产生火焰的时间，从而起到阻燃作用。

    3.2.3热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料的技术关键

    目前，国内外热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆几乎全部采用Mg(OH) 或A1(OH)，等无机水合金属氧化物作填充型阻燃剂，这类阻燃剂虽然具备了阻燃和抑烟的双重功效，但其阻燃效率较低，要达到所要求的阻燃性能，就必须进行大量填充，一般添加量在200份以上，这么大的添加量势必会严重影响最终产品的挤出性能、表面性能及各种理化性能。因此，基础树脂、阻燃剂及各种辅助材料的选择和改性处理是制造综合性能优良的热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料的技术关键。