第3章　环氧树脂膨胀型阻燃体系

3.1　膨胀型阻燃剂及其阻燃环氧树脂材料

膨胀型阻燃剂（intumescent flame retardants， IFR）是继含卤阻燃剂以来的环保、高效的一种新型阻燃剂。一般来说，膨胀型阻燃剂是以氮、磷、碳为主元素的复合阻燃剂或单体阻燃剂，包括酸源、碳源和气源三部分，具有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀气体产生等优点，含有膨胀型阻燃剂的聚合物在燃烧时表面会生成炭质泡沫层，起到隔热、隔氧及抑烟等功效，表现出优良的阻燃性能，成为近年来阻燃领域的研究热点之一^［1］。膨胀型阻燃剂的酸源一般为脱水剂，如聚磷酸铵、硅酸盐和马来酸酐等，这些物质在受热后都能够分解产生酸，酸源的主要功能是促进含羟基的有机物脱水生成不易燃的炭质层从而阻止放热量大的碳氧化反应发生。炭源是指在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化的物质，炭源是形成泡沫炭层物质的基础，主要以多羟基化合物或碳水化合物为主，炭源是IFR中很重要的部分，其性能优劣将直接决定阻燃剂的阻燃效果，炭源的品种较多，主要为季戊四醇、丁四醇、聚酰胺、酚醛树脂和环己六醇等。气源的主要作用是能够在受热分解时释放出大量难燃且无毒的气体化合物让炭化层膨胀，气源的品种主要有尿素、三聚氰胺、聚磷酸铵和双氰胺等。炭质泡沫层就是在脱水剂和发泡剂的共同作用下形成的。膨胀型阻燃剂在具备一系列优点的同时也具有相容性差、易吸湿和分子量小等问题。因此，膨胀型阻燃剂的发展趋势在四个方面进行了改进，分别为分子尺度的改进、表面改性、阻燃剂超细化、应用微胶囊技术，这些改性方法在一定程度上克服了膨胀型阻燃剂的缺点，提高了阻燃剂的性能^［2］。