2.11 阻燃剂

制备人造革、合成革的原材料中，PU树脂属于易燃的高分子材料；PVC树脂本身具有较好的阻燃性，但由于添加了大量易燃的增塑剂（DOP），使得PVC人造革具有可燃性。而且人造革、合成革所用的基布、某些填料（木粉）都是易燃物。随着人造革、合成革应用领域的不断扩展和人们对安全问题的日益重视，人造革、合成革的阻燃性也变得重要起来。在提高阻燃性的方法中，添加阻燃剂是最常用的一种方法。阻燃剂是一种能够阻止塑料燃烧或抑制火焰传播的助剂。

2.11.1 阻燃机理

聚合物的燃烧过程大致是：聚合物受热分解发生解聚和裂解，产生气态或易挥发的低分子可燃物，若氧气和温度合适，将会发生燃烧，燃烧释放的热量又会促进聚合物的分解，形成一个循环过程。由此可知，可燃物、氧气和温度是燃烧的三个因素。而阻燃剂的作用机理也正是从干扰这三个因素出发的。

①阻燃剂分解产生较重的不燃性气体或高沸点液体，覆盖于塑料表面；或者阻燃剂分解促使塑料表面迅速脱水炭化，隔绝氧气和可燃物的相互扩散。如有机氮类、硼系、磷系、有机硅系、卤化物系和膨胀型阻燃剂等。

②阻燃剂的受热分解或升华，吸收大量的热量，降低塑料表面温度，如氢氧化铝、氢氧化镁等。

③阻燃剂产生大量不燃性气体，稀释可燃气体和氧气的浓度，如卤化物类。

④阻燃剂捕捉活性自由基，中断链式氧化反应，如有机卤化物。

2.11.2 常用的阻燃剂

（1）卤系阻燃剂

卤系阻燃剂具有添加量少、阻燃效果好等特点。其分氯系和溴系，并以溴系为绝对主流，是目前用量最大的有机阻燃剂。氯系阻燃剂主要有氯化石蜡，溴系阻燃剂中最常用的有十溴联苯醚、四溴双酚A及衍生物、四溴联苯二甲酸酐等。卤系阻燃剂一般不单独使用，常与三氧化二锑、磷系阻燃剂等并有，具有显著的阻燃协同效应。卤系阻燃剂最大的问题是受热分解会产生有毒的卤化氢气体并形成大量的烟雾。

（2）磷系阻燃剂

磷系阻燃剂又可分为无机磷系和有机磷系。

无机磷系阻燃剂主要有红磷、聚磷酸铵等。优点为不产生腐蚀性气体，效果持久和发烟量低；缺点为与树脂相容性差，耐水性差。

有机磷系阻燃剂主要有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯等。优点为兼具增塑功能，但易水解，渗出性大。有机磷系中的含卤磷酸酯类为卤磷复合阻燃剂，阻燃效果显著，主要品种为BPP （磷酸三-2，4-二溴苯基酯）。

（3）氢氧化铝或水合氧化铝

氢氧化铝或水合氧化铝为白色细微结晶粉末，受热时发生脱水反应吸收大量热，降低温度，稀释空气，从而防止塑料的着火和阻止火焰的蔓延。其来源广泛，价格便宜，但添加量高（40～60份），且会大幅降低塑料性能。

（4）三氧化二锑

三氧化二锑为白色粉末，应用广泛，与磷酸酯、卤系阻燃剂有良好的协同效应。

（5）硼酸锌

硼酸锌是无毒的廉价阻燃剂，对材料的力学性能影响小。它与含卤阻燃剂并用有协同效应，可作为三氧化二锑的代用品，其效能虽不及三氧化二锑，但价格只有三氧化二锑的1/3。

（6）膨胀型阻燃剂

膨胀型阻燃剂不是单一的阻燃剂品种，是以氮、磷、碳为主要成分的无卤复合阻燃剂。含有膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效，具有优良的阻燃性能，又具有无卤、低毒、无腐蚀性气体的优点。

（7）氮系阻燃剂

氮系阻燃剂主要为三聚氰胺及其衍生物，稳定性、耐久性和耐候性优异，无卤、低烟、阻燃效果好，同时价廉，但在树脂中分散性差。

（8）抑烟剂

很多塑料在燃烧时会产生大量的烟雾，导致能见度降低，影响人员疏散转移；烟雾中的有毒气体引起人员中毒和窒息，因此，抑烟和阻燃同等重要。抑烟剂一般为无机金属类的金属氧化物、氢氧化物及金属盐等，常用类型有钼类、铁类、铜类化合物和锌盐（硼酸锌等）。抑烟剂一般不单独加入，必须和阻燃剂协同加入。