非卤系阻燃剂

磷系阻燃剂

磷系分为有机和无机磷系阻燃剂。有机磷系包括磷酸酯、磷杂菲、磷腈、有机次磷酸以及有机次磷酸盐化合物等；无机磷系阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐等。近年来磷酸酯化合物发展十分迅速，品种有双酚A双（二苯基）磷酸酯（BDP）、间苯二酚双（二苯基）磷酸酯（RDP）、甲基磷酸二甲酯（DMMP）等，还有传统的磷酸三本酯（TPP）、磷酸三（氯异丙基）酯（TCPP）、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEP）等。

采用BDP阻燃PC/ABS合金，15%的BDP阻燃该合金，体系的LOI达到30.0%，UL94V-0级，Av-HRR（平均燃烧热）、pk-HRR（热释放速率的峰值）分别下降35.84%和31.17%；采用BDP/纳米SiO2复配阻燃PC/ABS，当纳米SiO2的添加量为8%时，Av-HRR(平均燃烧热)、pk-HRR(热释放速率的峰值)分别下降43.18%和40.69%，阻燃、抑烟效果最佳，对合金的力学性能影响最小。

采用RDP阻燃PC/ABS合金。PC/ABS的比例为70:30，当RDP的添加量为14%时，可明显提高合金的阻燃性能，阻燃级别达UL94V-0，且对合金的拉伸强度与断裂伸长率影响不大。

溴系、磷系、溴-磷系均适合于PC/ABS共混体。BPC（含溴碳酸酯齐聚物）、TPP（三苯基磷酸酯）、TDBPPE[三（二溴苯基）磷酸酯]、TCP（三甲基苯基磷酸酯）成功用于PC/ABS的阻燃。TPP和TDBPPE两者不仅是有效的阻燃剂，而且是良好的加工助剂，提高材料的流动性。

采用六苯氧基环三磷腈（HPCTP）阻燃PC/ABS合金体系。当HPCTP添加量为20份时，合金体系的LOI为25.7%，阻燃级别UL94V-0，且提高了拉伸强度，冲击强度下降。

王光开等人采用ABS高胶粉（ABSHR）和丁腈橡胶（NBS）对苯并恶嗪（BOZ）/磷酸三苯酯（TPP）/ABS无卤阻燃体系进行增韧改性。结果表明：ABSHR添加量10份时，体系冲击强度提高了35%，对拉伸强度和氧指数影响较小。

烷基次磷酸盐-（HT-202A、202G）阻燃ABS。ABS 23%HT-202G和ABS 18%TBBA 6%Sb2O3，阻燃级别均达UL94V-0。

无机系阻燃剂

无机阻燃剂具有极强性、吸水性好、热稳定性优良，高效、无污染、环境安全等特点，在无卤阻燃体系中得到广泛应用，但其与非极性聚合物相容性差，不能很好的熔融粘结。主要成品有氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MH）、氧化铝、氧化锑、氧化锌等，以ATH和MH最为常用。添加量过大影响ABS树脂性能。

王德花等通过超细ATH阻燃ABS，使得体系的HRR、EHR生烟速率均有显著下降，而且有高效抑烟的作用。王硕等研究发现，MH/ZnBO3/MoO3的复合体系抑烟效果良好，当MoO3加入时，烟密度（SD）明显降低，燃烧时无黑色灰尘漂浮。项素云等研究了天然水美石阻燃ABS树脂，表明水镁石可作为抑烟剂替代MH使用。3份硼酸锌（ZB）分别与10份多聚芳基磷酸酯PX220复配制备阻燃PC/ABS，其LOI达28%，UL94V-0级。合金的炭层残炭率提高，有效隔绝热量传递。

利用磷酸三苯酯（TPP）及其衍生物对ABS进行阻燃。应用插层法制备TPP/黏土复合纳米材料，Nano-TPP加入硅烷交联剂形成Nano-TPP/硅烷混合物对ABS树脂阻燃，结果表明，ABS混合体系的LOI为21（相当于空气中氧的浓度，比纯ABS树脂18.2略高），显然Nano-TPP不能有效改善ABS的阻燃性能；在ABS中加入Nano-TPP/酚醛环氧树脂，当ABS/环氧树脂/TPP为85/9/6时，LOI为34.7；当采用四-（2.6-二甲基苯基间苯二酚）双磷酸酯（DMP-RDP）纳米复合（Nano-DMP-RDP）阻燃体系，当ABS/环氧树脂/黏土/DMP-RDP/硅烷交联剂为75/15/1.0/9.0/1.0时，体系的LOI高达44.8。协同效应明显，阻燃效果显著。

OMMT网络结构还提高了熔体粘度，抑制聚合物链的迁移，更进一步提高纳米复合材料的阻燃性能。

膨胀型阻燃剂（IFR）

膨胀型阻燃剂分为物理和化学型，物理阻燃剂以可膨胀石墨为主，通过加热造成石墨片层卷曲而迅速膨胀；化学型阻燃剂通常以酸源（脱水剂）、炭源（成炭剂）、气源（发泡剂）三元共同作用，经热解化学反应生成泡沫炭层发挥阻燃作用，以P、N、C为主要核心。

近年来，以磷、氮为主要组成的化学膨胀型阻燃剂成为ABS树脂无卤阻燃研究的新方向，也是当前最活跃的研究领域。

目前最典型而广泛使用的磷氮系膨胀型阻燃剂是三聚氰胺（MEL）、聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）系统。其中MEL是充当气源，PER是炭源，APP既可作为酸源又可作为气源。

采用聚磷酸铵ＡPP与PER协同阻燃ABS。当IFR含量30%时效果最佳，LOI达27.4%，UL94V-0级；IFR的加入使体系剩炭率显著增加，650℃时，ABS的剩炭率由1.9%增至21.3%。对聚磷酸密胺盐（MP）进行包覆改性，并将包覆后的MP与MEL共同作用于磷系复配膨胀阻燃剂体系。当MP：MEL为3:1时，阻燃剂在ABS中添加量为25%时，体系的综合性能最好，LOI可达26.1%，而力学性能下降约37%。

用磷酸与MEL反应制备无卤阻燃剂磷酸密胺盐（MPP），将其作为插层剂用以

非卤系阻燃剂

磷系阻燃剂

磷系分为有机和无机磷系阻燃剂。有机磷系包括磷酸酯、磷杂菲、磷腈、有机次磷酸以及有机次磷酸盐化合物等；无机磷系阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐等。近年来磷酸酯化合物发展十分迅速，品种有双酚A双（二苯基）磷酸酯（BDP）、间苯二酚双（二苯基）磷酸酯（RDP）、甲基磷酸二甲酯（DMMP）等，还有传统的磷酸三本酯（TPP）、磷酸三（氯异丙基）酯（TCPP）、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEP）等。

采用BDP阻燃PC/ABS合金，15%的BDP阻燃该合金，体系的LOI达到30.0%，UL94V-0级，Av-HRR（平均燃烧热）、pk-HRR（热释放速率的峰值）分别下降35.84%和31.17%；采用BDP/纳米SiO2复配阻燃PC/ABS，当纳米SiO2的添加量为8%时，Av-HRR(平均燃烧热)、pk-HRR(热释放速率的峰值)分别下降43.18%和40.69%，阻燃、抑烟效果最佳，对合金的力学性能影响最小。

采用RDP阻燃PC/ABS合金。PC/ABS的比例为70:30，当RDP的添加量为14%时，可明显提高合金的阻燃性能，阻燃级别达UL94V-0，且对合金的拉伸强度与断裂伸长率影响不大。

溴系、磷系、溴-磷系均适合于PC/ABS共混体。BPC（含溴碳酸酯齐聚物）、TPP（三苯基磷酸酯）、TDBPPE[三（二溴苯基）磷酸酯]、TCP（三甲基苯基磷酸酯）成功用于PC/ABS的阻燃。TPP和TDBPPE两者不仅是有效的阻燃剂，而且是良好的加工助剂，提高材料的流动性。

采用六苯氧基环三磷腈（HPCTP）阻燃PC/ABS合金体系。当HPCTP添加量为20份时，合金体系的LOI为25.7%，阻燃级别UL94V-0，且提高了拉伸强度，冲击强度下降。

王光开等人采用ABS高胶粉（ABSHR）和丁腈橡胶（NBS）对苯并恶嗪（BOZ）/磷酸三苯酯（TPP）/ABS无卤阻燃体系进行增韧改性。结果表明：ABSHR添加量10份时，体系冲击强度提高了35%，对拉伸强度和氧指数影响较小。

烷基次磷酸盐-（HT-202A、202G）阻燃ABS。ABS 23%HT-202G和ABS 18%TBBA 6%Sb2O3，阻燃级别均达UL94V-0。

无机系阻燃剂

无机阻燃剂具有极强性、吸水性好、热稳定性优良，高效、无污染、环境安全等特点，在无卤阻燃体系中得到广泛应用，但其与非极性聚合物相容性差，不能很好的熔融粘结。主要成品有氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MH）、氧化铝、氧化锑、氧化锌等，以ATH和MH最为常用。添加量过大影响ABS树脂性能。

王德花等通过超细ATH阻燃ABS，使得体系的HRR、EHR生烟速率均有显著下降，而且有高效抑烟的作用。王硕等研究发现，MH/ZnBO3/MoO3的复合体系抑烟效果良好，当MoO3加入时，烟密度（SD）明显降低，燃烧时无黑色灰尘漂浮。项素云等研究了天然水美石阻燃ABS树脂，表明水镁石可作为抑烟剂替代MH使用。3份硼酸锌（ZB）分别与10份多聚芳基磷酸酯PX220复配制备阻燃PC/ABS，其LOI达28%，UL94V-0级。合金的炭层残炭率提高，有效隔绝热量传递。

利用磷酸三苯酯（TPP）及其衍生物对ABS进行阻燃。应用插层法制备TPP/黏土复合纳米材料，Nano-TPP加入硅烷交联剂形成Nano-TPP/硅烷混合物对ABS树脂阻燃，结果表明，ABS混合体系的LOI为21（相当于空气中氧的浓度，比纯ABS树脂18.2略高），显然Nano-TPP不能有效改善ABS的阻燃性能；在ABS中加入Nano-TPP/酚醛环氧树脂，当ABS/环氧树脂/TPP为85/9/6时，LOI为34.7；当采用四-（2.6-二甲基苯基间苯二酚）双磷酸酯（DMP-RDP）纳米复合（Nano-DMP-RDP）阻燃体系，当ABS/环氧树脂/黏土/DMP-RDP/硅烷交联剂为75/15/1.0/9.0/1.0时，体系的LOI高达44.8。协同效应明显，阻燃效果显著。

OMMT网络结构还提高了熔体粘度，抑制聚合物链的迁移，更进一步提高纳米复合材料的阻燃性能。

膨胀型阻燃剂（IFR）

膨胀型阻燃剂分为物理和化学型，物理阻燃剂以可膨胀石墨为主，通过加热造成石墨片层卷曲而迅速膨胀；化学型阻燃剂通常以酸源（脱水剂）、炭源（成炭剂）、气源（发泡剂）三元共同作用，经热解化学反应生成泡沫炭层发挥阻燃作用，以P、N、C为主要核心。

近年来，以磷、氮为主要组成的化学膨胀型阻燃剂成为ABS树脂无卤阻燃研究的新方向，也是当前最活跃的研究领域。

目前最典型而广泛使用的磷氮系膨胀型阻燃剂是三聚氰胺（MEL）、聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）系统。其中MEL是充当气源，PER是炭源，APP既可作为酸源又可作为气源。

采用聚磷酸铵ＡPP与PER协同阻燃ABS。当IFR含量30%时效果最佳，LOI达27.4%，UL94V-0级；IFR的加入使体系剩炭率显著增加，650℃时，ABS的剩炭率由1.9%增至21.3%。对聚磷酸密胺盐（MP）进行包覆改性，并将包覆后的MP与MEL共同作用于磷系复配膨胀阻燃剂体系。当MP：MEL为3:1时，阻燃剂在ABS中添加量为25%时，体系的综合性能最好，LOI可达26.1%，而力学性能下降约37%。

用磷酸与MEL反应制备无卤阻燃剂磷酸密胺盐（MPP），将其作为插层剂用以