Classification des retardateurs de flamme et analyse de leurs mécanismes de rôle

Classification des retardateurs de flamme et analyse de leurs mécanismes de rôle

Abstract: This article classifies flame retardants into four categories: organic flame retardants, inorganic flame retardants, nano-materials flame retardants and composite flame retardants, among which organic flame retardants can be subdivided into halogen-containing organic flame retardants and halogen-free organic flame retardants, halogen-free organic cationic flame retardants can be divided into Les retardateurs de flamme contenant du phosphore, les retardateurs de flamme contenant du silicone et les retardateurs de flamme contenant de l'azote, etc., et les retardateurs de flamme inorganiques peuvent être divisés en retardants de flamme d'hydroxyde d'aluminium et retardants de flamme d'hydroxyde de magnésium. Hydroxyde d'aluminium Hydroxyde Flame ignifuge et ignifuge de flamme d'hydroxyde de magnésium, etc., pour les différents retards de flamme et l'effet des différences dans le rôle de l'objet, son mécanisme ignifuge et ses avantages et les inconvénients de l'analyse de l'introduction, la conclusion est que le retard de la flamme applicable à tous les matériaux est très différent, mais des retardataires de Flame différents, mais des retardatoires de flamme avec des matériaux différents sont très différents, mais des retardataires de Flame différents, mais des retardatoires de flamme avec les autres matériaux sont très différents, mais des retardataires inflammatiques différents, mais des retardatoires de Flame peuvent être utilisés dans les autres matériaux est très différent, mais des retardatoires de FLAM Peut jouer un meilleur rôle dans la prévention des incendies à l'avenir, en plus de l'article également sur les retardateurs de flamme de la part, cet article analyse et prédit également les perspectives de développement des retardateurs de flamme.

1.1 Introduction

Les retardateurs de flamme peuvent considérablement améliorer les propriétés ignifuges et ignifuges des composites en polymère, et améliorer les propriétés ignifuges des matériaux, les propriétés issuelles des matériaux sont largement utilisées dans le transport, l'équipement électronique, les ménages et les autres matériaux de construction.

Les retardateurs de flamme inorganiques peuvent être divisés en retardateurs de flamme inorganiques additifs, en retardants de flamme thermo-réactifs et en retardateurs de flammes nano-matériaux en fonction de la manière d'ajouter. En raison de la facilité d'utilisation et d'une meilleure adaptabilité environnementale des retardateurs de flamme additive, bien qu'ils ne permettent pas au matériel de réaliser pleinement le feu, ils peuvent toujours éviter les accidents du feu, donnant ainsi aux personnes sur la scène du feu un moment précieux pour s'échapper.

Les retardateurs de flamme réactifs sont stables, durables et ont un faible impact sur les performances des plastiques. L'importance des retardateurs de flammes dans le domaine de la sécurité incendie a été prouvé. Selon l'évaluation de la Commission européenne, l'application des retardateurs d'incendie a entraîné une baisse de 20% du nombre de personnes tuées dans des incendies en Europe au cours de la dernière décennie.

Les retardateurs de flamme inorganiques utilisent généralement un certain nombre de principes pour atteindre leur effet issue de la flamme, tels que l'effet d'absorption de chaleur, l'effet de couverture, l'inhibition de la réaction en chaîne et l'effet d'asphyxie du gaz incombustible. La plupart des retardateurs de flammes inorganiques utilisent plusieurs mécanismes pour agir conjointement pour atteindre le retard de flamme. Cependant, divers types de retardateurs de flammes inorganiques jouent un rôle dans différents mécanismes, et leurs caractéristiques sont donc très différentes.

Les retardateurs de flamme inorganiques peuvent inclure les retardateurs de flamme synthétique organiques, les retardateurs de flamme inorganiques, les retardateurs de flamme de nano-matériaux et les retardateurs de flamme inorganiques composites et les quatre types de retardants de flamme inorganiques, les retarants de la flamme inorganique, les retarants de la flamme inorganique, la colosphore, la colosphore, la colosphore, les retardeurs de la sie-perard de la flamme de la sie-perard Aluminium Hydroxyde Flame ignifuge, Hydroxyde Flame ignifuge, etc., cet article pour le rôle du mécanisme des différents retardateurs de flamme et les avantages et les inconvénients de la description détaillée.

1.2 Organismes de flamme organique / Brève description des retardateurs de flamme organique et des résultats expérimentaux de la société Yinsu.

Les retardateurs de flammes synthétiques organiques, se réfèrent à des retardateurs de flamme synthétiques organiques peuvent être du brome, de l'azote et du phosphore rouge et des composés en tant que représentant typique d'une variété de retardateurs de flamme inorganiques.

1. Organisants de flamme organique contenant l'halogène

Les retardateurs de flammes chimiques contenant des halogènes fonctionnent: le processus d'auto-indication en polymère est une réaction d'oxydation thermique, lorsque les substances élémentaires contenant des halogènes dans la forte dégradation de la chaleur des molécules halogènes, elles réagiront avec les atomes d'hydrogène dans le polymère pour générer des halogénures d'hydrogène. Les halogénures d'hydrogène peuvent se combiner avec des radicaux libres formés pendant le processus de combustion et ont donc un effet ignifuge sur la réaction d'oxydation. Les retardateurs de flamme contenant du brome dans les éléments du groupe halogène sont efficaces.

Des éléments halogénés des retardateurs de flamme, dans les conditions de combustion habituels après la dissolution des résidus HX peuvent améliorer la déshydratation à basse température de la carbonisation des matériaux polymérisée et ainsi générer une couche de charbon de bois retardée de flamme, ce qui réduit considérablement le progrès lisse de l'ignition de la réaction chimique de la réaction chimique. Par conséquent, l'effet ignifuge de la flamme halogéné est bon, l'augmentation est faible, les caractéristiques du matériau composite sont également moins d'impact négatif. En raison de la grande quantité de fumier, il existe une forte nature corrosive de l'échappement des halogénures d'hydrogène émis, ainsi que de la formation de produits cancérigènes hautement toxiques de dibenzo polybromué [a] oxo [a] ns et de dibenzofurans polybrominés, qui dapapisent sérieusement le métabolisme sain dans le corps humain.

'Le 1er juillet 2006, notre pays a commencé à mettre en œuvre l'ordre ' ROHS pour contrôler strictement l'application de PBDE et PBB.

2. Organisants de flamme organique sans halogène

(1) retardants de flamme contenant du phosphore

Le phosphore organique en tant qu'esters de phosphate issue de la flamme (tels que le bisphénol a bis (diphényle) phosphate), les dérivés de phosphore hétérophénanthrène (dopo et ses dérivés odopb, etc.) et le polyphosphore nitrile (hexaphénoxy cycléculaire hpctprile et ses dérivatives hydrogènes et substituts hydrogènes).

On pense généralement que le principal mécanisme d'alors du système d'organophosphore est le mécanisme de phase cohésif Le poly (acide métaphosphorique), et enveloppé dans les substances nocives, et l'acide phosphorique et le poly (acide métaphosphorique) sont des acides puissants, peuvent être déshydratés pour faire face aux polymères ignifuges et à la flamme et carbonisés pour produire une couche de carbone, et donc ces membranes liquides et solides. Par conséquent, ces membranes liquides et solides sont capables d'empêcher l'évasion des radicaux libres et ont la fonction d'effet issue de la flamme de l'isolement de l'air intérieur, avec une efficacité à haute flamme jusqu'à 4 à 7 fois celle du bromure.

La décomposition de l'APP, PE PA et DOPO est déclenchée par la rupture des liaisons NO, P-0 et P-II respectivement. L'ajout de retardateurs de flamme de phosphore peut réduire efficacement la libération de gaz nocifs tels que les éléments CH.O et CO P est biaisé pendant la pyrolyse pour produire des structures POZ, PO4 ou PO-P-0 complexes, qui sont connectées à des fragments de carbone pour former des structures de carbone résiduelles avec des éléments P comme noyau. De petites quantités de produits NH3, NO et N2 se trouvent dans le système EP / APP, qui diluer les molécules de gaz inflammables pendant la réaction de pyrolyse pour atteindre un retard de flamme. '

(2) les retardateurs de flamme de silicium

La série d'organosilicon d'alorsation des incendies dans le processus de sa combustion spontanée apparaîtra plus tôt dans l'état de fusion, ces produits de chute de feu de feu en silicone synthétique organique à travers les pores de la matrice polymère passée à la couche de surface du substrat, ne formant ainsi une couche de charcole de contenu en silicone dense et en sio-contenant de silicon La dissolution combustible de produits hautement inflammables de l'évasion, et a également la fonction de l'isolation thermique et de la barrière d'oxygène, vous pouvez inhiber la décomposition thermique des matériaux polymères, réalisant ainsi l'objectif d'un retard de flamme élevé, d'une faible fumée et d'une faible toxicité.

Les STN istants de la flamme inorganique peuvent favoriser la réticulation des PC à haute température, améliorant ainsi efficacement la résistance de la maillerie du PC et la stabilité thermique. In addition, the addition of a certain amount of STNS can also significantly improve the hardness of flame-retardant PC, in which when the dose of sTNS reaches seven percent, the impact strength and elongation at break of flame-retardant PC increase by eighty-nine point nine percent and one hundred and eighty-seven point seven percent in that order, whereas its bending and tensile strengths decrease by two point seven percent and zero point seven percent in that commande.'

(3) retardateurs de flamme contenant de l'azote

Le développement de retardateurs de flammes inorganiques à base d'azote est relativement en retard, dont les dérivés de mélamine et de mélamine sont les retardateurs de flamme inorganiques à base d'azote les plus courants. Les retardateurs de flamme à base d'azote, dans un environnement de chaleur élevée décomposeront les gaz réfractaires tels que N2, NH3 et la vapeur d'eau, ces gaz peuvent absorber la chaleur de la matrice polymère et refroidir la matrice.

À l'heure actuelle, la direction de développement clé de ce type de retard de flamme inorganique est le retardateur de flamme inorganique à base de diazo avec une teneur en azote plus élevée, une résistance à la chaleur et un retard de flamme. Plus la valeur de la théorie de la LOI est élevée, plus le niveau difficile de grade de combustion est élevé. Lorsque les retardateurs de flamme contenant de l'azote nouvellement sélectionnés et les revêtements UV d'acrylate sont mélangés, les performances de fiabilité des matériaux seront également considérablement améliorées, de sorte que la valeur de la LOI a augmenté du vingt et un initial à vingt-sept, dépassant ainsi le niveau de retardation de la flamme. La compatibilité avec les revêtements UV est également améliorée car ces retardateurs de flamme contenant de l'azote sont légers et réfléchissants, et plus la quantité de POP-290 est élevée, plus la qualité du gel est élevée. Plus la quantité de POP-290 est élevée, plus la qualité du gel est élevée, tandis que plus la quantité de POP-290 est élevée, plus la fiabilité: L'analyse DSC a montré que le retardateur de la flamme augmentait la température de transition du verre (TG) du matériau UV.

Ces résultats montrent que l'effet ignifuge des flammes des matériaux prudents UV peut être obtenu en utilisant des retardateurs de flamme inorganiques à base d'ammoniac, qui à leur tour peuvent être utilisés pour réaliser l'effet de la modification ignifuge des flammes de matériaux prudents légers. '

De manière globale, les retardateurs de flammes halogénés organiques ont de meilleures performances issues du feu, et l'utilisation de petites quantités, non seulement une adhésion élevée, mais aussi des performances à haute température et ultraviolet (UV). Il contient un type ester phosphate d'halogène, le type volatil est petit, incolore et inodore, résistant à la dégradation. Cependant, ce type d'alartement des flammes dans l'incinération de la teneur en suie est plus grand, et la même libération de gaz soufre halogéné, il y a un érosif fort, donc souvent conduit à une pollution environnementale secondaire. Et les retardateurs de flamme halogénés dans le feu après l'incinération peuvent également émettre de la dibenzodioxine halogénée (PBDD) et du dibenzofuran, l'immunité et le système de régénération du corps constituent des dommages. À l'heure actuelle, les retardateurs de flamme organiques organiques ont été vers la sécurité chimique renouvelable et plus élevée et élevée et la teneur élevée en chlore de la tendance de développement.

1.3 retardateurs de flamme inorganiques

Le retardateur de flammes inorganique fait référence à une sorte de composés inorganiques ajoutés dans la formule synthétique, qui ont un bon retard de flamme, des caractéristiques de la flamme de flamme et de la suppression de la fumée. Habituellement divisé en hydroxyde d'aluminium, hydroxyde d'aluminium, phosphore rouge, polyphosphate d'ammonium, etc.

(1) Hydroxyde d'aluminium

Aluminium Hydroxyde Flame ignifuge, appelé ATH, les principales caractéristiques du retardateur de la flamme: décomposition de la chaleur de l'hydroxyde d'aluminium de l'eau cristalline. La réaction est une forte réaction absorbant la chaleur, lorsqu'une certaine quantité d'inhalation de chaleur, vous pouvez produire l'effet du refroidissement du polymère, tandis que la réaction chimique de la vapeur générée peut également être diluée des substances inflammables, contrôlant ainsi la propagation de l'explosion, la production de gouttelettes anti-fusion Peut être soutenu dans l'efficacité moyenne du polymère, la sécurité, les performances et les températures élevées, et les caractéristiques d'une bonne performance. Il ne forme pas de produits chimiques nocifs à des températures élevées et réduit le taux de génération de fumée lorsque le matériau est enflammé.

La taille de surface spécifique de l'ATH a peu à voir avec le retard de flamme du matériau de remplissage, ce qui est cohérent avec le mécanisme du retard de flamme discuté ci-dessus. Cependant, l'augmentation de la couche de surface spécifique de l'ATH joue également un rôle important dans les propriétés thermodynamiques du matériau de remplissage, et sa capacité de traction augmente avec l'augmentation de la surface spécifique de l'ATH (réduction de la taille des particules).

Le principal facteur limitant son utilisation dans les produits en plastique et l'industrie du caoutchouc au pays et à l'étranger à l'heure actuelle peut être étroitement lié à sa qualité de surface spécifique, et l'une des façons importantes dont la super-participation de l'ATH peut améliorer les propriétés mécaniques du matériau de remplissage. '

Dans le système PVC, selon le système ATH WT% et 0,1, le matériau de remplissage au début de l'indice d'oxygène n'augmente pas rapidement, et lorsque le dosage de remplissage de plus de quarante pour cent, son indice d'oxygène augmente rapidement, ce que le chapitre goûte si la flamme ATH seul, son dosage, doit atteindre plus de quarante%, et Shao Changeng et al. que ses propriétés aérodynamiques ester avec l'augmentation de la concentration de l'ATH et une diminution significative de l'on qui explique également que l'ATH est principalement un remplissage inerte dans le bois. '

(2) Hydroxyde de magnésium

L'hydroxyde en aluminium est une nouvelle classe de retard de flamme inorganique rempli, à travers la décomposition thermique de la libération de l'eau liée, et l'adsorption pour produire une grande quantité de chaleur latente de la transition de phase, pour réduire la température de surface du matériau synthétique élevé, il est rempli dans la flamme, il y a un contrôle de la dissolution de la polymère de l'ouverture à la formation de gaz inflammables dans le fonctionnement du refroidissement.

La société Yinsu utilise le liquide de raffinage de la poudre de combustion de lumière obtenue après avoir éliminé le sulfate et produit de l'hydroxyde de magnésium avec un bon effet issue de la flamme sans ajouter de surfactant en prenant de l'ammoniac de son liquide de raffinage comme principale matière première. Les effets de la vitesse de passage de l'ammoniac, de la température de réaction et de l'addition des espèces cristallines sur les caractéristiques de production de l'hydroxyde de magnésium ont également été pris en compte.

Les résultats de la recherche ont conclu que, en raison de l'augmentation de la température de réaction, la taille des particules du produit fini, mais la morphologie de surface doit encore être modifiée, de la forme irrégulière progressivement en un bloc cube approximatif; En raison de la vitesse de l'ammoniac, les performances du produit sont également améliorées, mais dans le taux d'ammoniac est trop grande, la dispersion du produit et les particules sont également réduites en conséquence: en raison de l'augmentation de la quantité d'espèces cristallines ajoutées, la taille de l'hydroxyde de magnésium continue de s'améliorer, mais l'effet du changement de morphologie de la surface n'est pas évident. L'effet n'est pas évident.

Les résultats expérimentaux montrent que, dans le rapport d'addition de graines cristallines de trois pour cent (fraction de masse), un débit d'ammoniac de 300 m L / min, la température de précipitation en magnésium de quatre-vingt-dix degrés Celsius, la production d'effet issu de la flamme inorganique en aluminium est bon; Produit D250 = 1,23 m, courbure spécifique de 6,3 m2 de haut / g, taux d'utilisation de plus de quatre-vingt-un points de deux pour cent.

En résumé, les retardateurs de flamme inorganiques ont les caractéristiques suivantes: moins dangereuses, de sorte que la plupart des retardateurs de flamme inorganiques sont relativement sûrs; Une sécurité thermique élevée, non volatile, non décomposition, avec un effet de longue durée de la flamme durable, ne formera pas de substance corrosive; relativement peu coûteux: et le taux de fumée est petit, donc beaucoup de retardateurs de flamme inorganiques sont un très bon agent démunant. '

1,4 Nano Flame Indatant

Mécanisme ignifuge de la flamme ignifuge nano-inflige Selon sa nature résistante au feu et sa composition structurelle, le Jian est un revêtement non exprimé résistant au feu et un revêtement résistant au feu de bentonite. Les revêtements non éventuels résistants au feu comprennent deux types, c'est-à-dire des revêtements explosifs résistants au feu et des revêtements résistants au feu incombustibles.

En réponse aux problèmes exposés par l'IFR traditionnel ci-dessus appliqué au système PP, Yinsu Company, basé sur l'acide phytique de matériaux bio-basés renouvelable (PA) et la mélamine traditionnelle de la mélamine (MA), a utilisé une méthode de synthèse hydrothermique simple et respectueux des ions qui ont une forte capacité de carbonatation catalytique (MNT, Zn2 +, NF2N), NF2N). Une classe de retardants de flamme bio-à base de métal transition (PA Ma-mn, PA MA-Zn, PA MA-Ni) avec une efficacité à haute flamme de flamme a été produite. Ensuite, ils ont été utilisés pour remplacer l'APP dans le système PPIFR en grande quantité par méthode de mélange de fusion pour obtenir un meilleur effet issue de la flamme.

Après une analyse comparative de la performance efficace effective du retard des flammes des composites PP avant et après le remplacement de PA MA-M sur le taux de remplacement de l'application dans le système PPL pour trente-trois% en poids, lorsque l'ajout total de la flamme retardée pour dix-huit% en poids L'effet ignifuge de la flamme de la valeur maximale ppmn trente-trois lol de trente et un point de neuf pour cent, et a passé la cote UL-94V-0.

Cependant, l'efficacité de remplacement de l'APP par PA MA-M E-feuilles ou PA MA-Ni nano-feuilles peut atteindre 67 W% ou plus, à condition que les conditions d'utilisation des performances de base de la flamme (cote UL94 V-0) soient remplies. De plus, les nanofeuilles MA-M PA ont non seulement une excellente dispersibilité dans la matrice PP par elles-mêmes, mais les deux peuvent également modifier la diffusion de l'application dans la matrice PP.

Using the above characterization methods, the study of the flame retardant principles of pPMn33, PPZn33 and PPNi can be obtained as follows: under the joint influence of the transition metal molecular in-situ catalysts and crosslinking carbonization, although the PP material can obtain a high quality carbon layer, due to the gas-phase pyrolysis process there are still part of the soot produced by bicyclic Les aromatiques et les hydrocarbures aromatiques polycycliques, et donc il ne peut pas être le contact complet de PPMN33, PPZN33 et PPNI XXXIII a une valeur LO1 élevée et peut atteindre le niveau UL-94V-0.

Cependant, comme les catalyseurs entre Zn + et Ni DI + ont un effet de formation de carbone plus faible que Mn DI +, le rendement en carbone résiduel relativement petit du composite PP l'empêche

En conclusion, l'application de certains nanomatériaux a pour effet d'inhiber la combustion, et s'ils sont ajoutés comme retardateurs de flamme inorganiques aux substances combustibles, ils peuvent améliorer les caractéristiques de combustion spontanée de ces substances combustibles et les transformer en substances réfractaires. Le traitement inorganique de la flamme dans le traitement des matériaux en polymère des principaux additifs A, car tant que l'utilisation de nanomatériaux pour les matériaux de polymère médicinal pour être issue de la flamme peut être facilement explosive à intérêts personnels élevés.

1,5 issue de flamme composite

Composé du mécanisme de la flamme de la flamme de la flamme composite, est un matériau composé de matériaux de renforcement et de matériaux matriciels combinés les uns avec les autres, de sorte que les avantages de chaque composant peuvent être entièrement utilisés. Par conséquent, le matériau montrera d'excellentes caractéristiques qui ne se trouvent pas dans un seul matériau.

La société yinsu a ajouté le SNP ignifuge dans le matériau PC par la technologie de mélange et a formulé le composé PC / SNP, puis a réalisé une étude approfondie sur l'efficacité d'allumage et la stabilité thermique du composé grâce à la méthode de limitation de l'indice d'oxygène (LOI), Dans le composé PC / SNP, est très élevé, et il peut être utilisé comme matériau de base du composé PC / SNP, afin de donner un jeu complet aux avantages de chaque composant. Les résultats des tests montrent que la valeur LOI du système PC / SNP dépasse la valeur maximale de 34,5% après l'ajout de SNP inférieur à 0,1% et réussit la classe UL-94V-0, et les performances aérodynamiques du substrat PC sont essentiellement non affectées après l'ajout de SNP inférieur à 0,25%.

L'augmentation du SNP réduit le taux de libération de chaleur maximum et le taux d'émission de fumée maximal de PC de 21,1% et 25%, respectivement, entraînant un double effet du retard de flamme en phase gazeuse et en phase condensée. L'augmentation du SNP a avancé la température de dissolution initiale du PC, ce qui était propice à la formation d'une couche de carbone continue.

Nous avons également analysé la cinétique de décomposition thermique des composites en utilisant des méthodes telles que Flynn-Wal1-Ozawa et Kissinger, et les résultats expérimentaux ont montré que le SNP pourrait faire de l'énergie d'activation de la décomposition thermique du PC augmenter considérablement, améliorant ainsi la stabilité thermique de la matrice PC.

A study of the apparent morphology of the char layer after LOI testing was carried out using near-infrared spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) techniques, and the results showed that the addition of the flame retardant SNP resulted in a continuous, fluffy char layer of PC/SNP (0.1%) on the surface layer of the system, which consequently resulted in a highly efficient heat and oxygen barrier and hence a flame effet issue. '

En conclusion , le retardateur de flamme composite est produit par une variété de types de retardateurs de flamme mélangés ensemble, ce qui combine les caractéristiques d'une variété de retardateurs de flamme en une seule fois, peut jouer un effet plus excellent pour retard de la flamme, mais en même temps, il a également beaucoup de lacunes, par exemple, le processus de production est relativement complexe, il peut y avoir quelques-uns des désavantages de la flambée de flammes.