ABS树脂阻燃剂的研发进展

ABS树脂阻燃剂的研发进展

张爽

关键词：ABS树脂；阻燃剂；阻燃技术；研发进展

随着科学技术的高速发展，人们越来越重视对于材料的研制和创新，材料工程成为国家十分关注和重视的领域之一。材料的选择与人们的日常生活息息相关，不论是我们常用的家用电器、日常用品还是公共场所中的电子电器产品、汽车材料或建材等，都包含有大量的易燃的高分子材料，因此我们的生活面临着很大的风险。因此，如何采用合适的阻燃剂，利用一定的阻燃技术改善这些高分子材料的阻燃性能，降低火灾发生的几率，是我们目前材料领域研究的重点和难点。本文将主要介绍的是ABS树脂阻燃剂的一些研发进展，增进人们对于阻燃剂等材料的了解与认识。

一、阻燃ABS介绍

ABS树脂主要是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈三种化学成分组成的三元共聚物。由于其组成结构的特性，ABS树脂本身集聚了苯乙烯的高流动性、丁二烯的强韧性以及丙烯腈的耐化学品等特性，因而具有电绝缘性能、耐化学腐蚀、优良的电镀性能及加工性能等。目前，在材料工程领域，ABS树脂是用量最大、用途也最为广泛的工程塑料之一，在全球每年的消耗量巨大。在各类电器仪器、机械工业等领域ABS树脂的应用都极为广泛，比如我们常见的电视、冰箱、洗衣机、空调、吸尘器等等。正是由于其应用的广泛性和普遍性，我们的研究才显得更加必要与重要。对于ABS树脂的研究对于材料科技的发展、人们的生活都具有十分重要的现实意义。

二、ABS树脂的燃烧机理

由于ABS树脂的氧指数很低，特别容易燃烧。所以在其应用到各类电子电器产品的时候，必须要对其进行性能的改进，达到阻燃的目的，来满足消防安全的需要。从前述的介绍可知，ABS树脂所用原料的种类、各类成分的比例、制作工艺、生产方法等的多样性，它的实际构成千差万别，因此不同的树脂燃烧性能的差别也使十分巨大的，其燃烧机理也是极其复杂的。一般情况下，丁二烯成分的增加会导致树脂可燃性的增强。也有研究者提出ABS热-痒老化可从丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物的热降解来说明。当然，ABS树脂在本质上和其他的高聚物一样，在燃烧的过程中会产生特别活跃的自由基，而这些自由基恰恰是决定燃烧速度的关键，所以控制自由基是进行阻燃研究的关键点。

三、ABS树脂阻燃剂的不同类型及研发进展

（一）无机阻燃剂

无机阻燃剂最常见的有氢氯化铝和氢氧化镁等，作为阻燃剂它的主要运作原理是在其受热时，会产生大量的结晶水，这些水蒸气会充分吸收燃烧产生的热量，因而材料表面的温度得以降低。与此同时，受热释放的大量水蒸气稀释了那些可燃性气体的浓度，对于阻止燃烧起到了很好的冷却作用。热解产生的物质与燃烧物体表面的炭化产物一起会在燃烧物表面生成一种保护膜，从而起到一定的阻燃作用。

（二）有机磷系阻燃剂

有机磷系阻燃剂目前来说是一种公认的阻燃性能较好的树脂阻燃剂，是近年来研发过程中具有更好发展前景的一种阻燃剂。目前主要的有机磷系阻燃剂主要包括磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、氮化合物等。它的阻燃原理是含磷有机化合物在受热时会生成一种酸，这类酸能够通过催化发生成炭反应，从而生成水和焦炭，然后达到隔热、隔氧，使燃烧阻断的目的。同时，脱水反应也会吸收大量的热量，使燃烧的物质降温，从而达到阻燃的目的。

（三）膨胀型阻燃剂

当前，膨胀型阻燃剂是是ABS树脂阻燃剂研制的一种新型材料，是近年来研究的重点。膨胀型阻燃剂一般包括酸源、炭源和气源三部分，它的主要阻燃原理表现为在凝聚时会起阻燃作用。近年来，一种新的磷-氮膨胀型阻燃剂的产生使原有的阻燃性能得到了极大的加强，它的阻燃等级、热释放量都得到了很大的改良。

（四）溴系阻燃剂

溴系阻燃剂与一般的高分子聚合物的分解温度范围都是相近的，因而在一般的高分子聚合物开始分解的时候，溴系阻燃剂可以一起起到阻燃的目的。因为溴系阻燃剂具有与其他化合物配合使用的特性，因此它的应用范围十分广泛，可以用于大部分的塑料材料当中。

（五）有机含硅阻燃体系

有机含硅阻燃体系的主要包括硅油、硅橡胶、硅树脂等。它的阻燃原理是当高分子材料燃烧时，有机硅分子产生的白色燃烧残留物与炭化物会构成复合无机层，这个保护层可以阻隔氧气，达到阻燃的目的。从可持续发展的角度来看，有机含硅阻燃体系是一种新型的环境友好型的阻燃剂，具有良好的抑烟性，是后工业时代我们所急需要发掘和研制的材料，具有良好的发展前景。

（六）新兴的纳米阻燃体系

纳米阻燃体系是极具创新意义的一种阻燃剂，开辟了阻燃高分子材料的新的途径。在性能上它保持甚至改善了原有的聚合物的属性，达到了更多场所需要的阻燃等级。目前纳米阻燃体系主要就是由蒙脱土与ABS所形成的复合纳米材料达到的阻燃效果并不是十分理想，在具体的应用中我们还需要加入一些传统的阻燃剂才能达到一定的效果。

四、ABS树脂阻燃剂的发展趋势

目前全球的ABS树脂阻燃剂的主要发展趋势表现为以下几点：第一是环保化，阻燃剂的发展与环境问题息息相关。随着环境问题的日益严重，我们的阻燃剂的发展趋势是环境友好型、污染程度较低的趋势。第二是高效化与多功能化，也就是说我们的阻燃剂的发展方向不仅是能够减少对于材料本身物理力学性能的影响，还能够发挥多种功能，达到降低污染、减少成本的目的。第三是纳米化，纳米技术当前的应用领域愈加广泛，在阻燃剂研发领域也将会发挥更为巨大的作用。第四是复合技术的使用，也就是说所有的阻燃剂只有进行组合才能发挥最佳的效果。

五、小结

随着家电行业与汽车行业的迅速发展，ABS树脂阻燃剂对于人们的生活影响越来越深刻。人们也对阻燃剂的发展提出了越来越高的要求，本文对当前的相关研发进展进行细致的梳理，旨在降低人们生活的风险，保护我们的环境。

参考文献

[1]李玉芳,李明.ABS树脂阻燃剂的研发进展.国外塑料,2012（2）:36-40

[2]柳乐仙,唐宇航,柳志学,崔秀国.ABS树脂阻燃技术的研究进展.广东化工,2011,38（5）:9-10