聚碳酸酯(PC）作為五大工程塑料之一，因其具有高強(qiáng)度、高透明度、高抗沖、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子電器、照明、建筑材料、汽車零部件、食品包裝和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)2022年中國(guó)對(duì)PC的需求量將達(dá)到240萬(wàn)噸左右。

PC的玻璃化溫度為140-150℃，熱變形溫度為135℃，使用范圍從-60℃到120℃，具有良好的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性。PC的阻燃性能雖比PE和PP好，極限氧指數(shù)(LOI)可達(dá)21％－24％，材料本身可達(dá)Ｖ-２級(jí)阻燃，但仍無(wú)法滿足特殊領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅艿母咭螅枰ㄟ^(guò)添加阻燃劑的方式進(jìn)行改善。主要有鹵系阻燃劑、硅系阻燃劑、硼系阻燃劑、磺酸鹽系阻燃劑、磷系阻燃劑以及其他如氫氧化鎂、氫氧化鋁、碳納米管等阻燃劑。

鹵系阻燃劑

鹵系阻燃劑主要是指含有Br或者CL元素的阻燃劑，其中溴系阻燃劑最早被工業(yè)化生產(chǎn)。將鹵系阻燃劑添加到PC中，使PC材料發(fā)生增塑作用，流動(dòng)性變好，燃燒熔化時(shí)可將部分熱量帶走；同時(shí)PC在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量的鹵化氫氣體，屏蔽了氧氣的進(jìn)入；PC發(fā)生裂解會(huì)產(chǎn)生Ｈ·和ＨＯ·，它們會(huì)與鹵化氫氣體結(jié)合，阻斷了自由基與氧的進(jìn)一步反應(yīng)。

含鹵阻燃劑阻燃效果良好，但發(fā)煙量大煙霧有毒，隨著環(huán)保要求提高，含鹵阻燃劑用量逐年下降。

硅系阻燃劑

硅系阻燃劑可根據(jù)結(jié)構(gòu)差異分為有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅，硅系阻燃劑環(huán)保性高，能起到阻燃和抑煙的效果，對(duì)力學(xué)性能影響較小，阻燃機(jī)理如下：

(１)高溫下，硅氧烷遷移到PC表面并發(fā)生堆積，有效保護(hù)基材，同時(shí)防止可燃物氣體和氧氣接觸，抑制燃燒蔓延。

(２)硅氧烷能夠加速PC的成炭形成過(guò)程，硅氧烷的支鏈存在起到防止拉鏈?zhǔn)浇饩郏蓱?yīng)用于PC防滴落產(chǎn)品。

硅系阻燃劑須進(jìn)行復(fù)配以達(dá)到協(xié)效阻燃，燃燒后會(huì)遷移形成保護(hù)層，可用于防滴落用途的產(chǎn)品。

硼系阻燃劑

硼系阻燃劑具有耐熱性好、毒性低、抑煙的特點(diǎn)。通用的無(wú)機(jī)硼阻燃劑有硼砂、硼酸、硼酸鋅、偏硼酸鈣、偏硼酸銨、五硼酸銨、偏硼酸鈉、氟硼酸銨和氟硼酸鋅等；有機(jī)硼阻燃劑主要有硼酸三（２,３－二溴）丙酯、聚硼硅氧烷等。

硼系阻燃劑通過(guò)以下四個(gè)方面實(shí)現(xiàn)阻燃效果：

(１)阻燃劑在燃燒時(shí)熔化，吸收部分熱量；

(２)阻燃劑覆蓋于聚合物表面，隔絕可燃與氧氣接觸；

(３)阻燃劑在高溫下釋放出結(jié)合水，水分蒸發(fā)而使材料降溫；

(４)可燃物的熱分解途徑發(fā)生改變，可燃性氣體的產(chǎn)生減少。若與含氮、鹵素阻燃劑互配使用，生成的難燃性氣體NH3、HX可稀釋氧氣的濃度。

硼系阻燃劑通常與其他阻燃劑進(jìn)行互配使用，發(fā)揮其冷卻降溫和隔絕氧氣的作用。

磺酸鹽阻燃劑

磺酸鹽阻燃劑會(huì)在燃燒條件下分解產(chǎn)生少量烷基鹽，促使PC發(fā)生重排異構(gòu)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的CO2和H2O等不燃物，降低可燃性氣體濃度；而且它還可作為PC本身發(fā)生酯交換反應(yīng)的催化劑，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而成炭，提升阻燃效果。磺酸鹽阻燃劑由于添加量少，成品能在提高阻燃性能同時(shí)基本保持PC基材的力學(xué)強(qiáng)度等性能。

磺酸鹽系阻燃劑的自熄性好，對(duì)透明性影響小，但存在滴落引燃，需要與其他防滴落或者成炭性良好的阻燃劑復(fù)配使用。

磷系阻燃劑

磷系阻燃劑是一種以磷為阻燃元素的無(wú)鹵環(huán)保阻燃劑，可按成分組成分為無(wú)機(jī)磷阻燃劑和有機(jī)磷阻燃劑。有機(jī)磷阻燃劑主要有磷腈、芳基磷及氧化磷、磷酸酯類、亞磷酸酯、有機(jī)磷鹽及磷－氮復(fù)合物等，無(wú)機(jī)磷阻燃劑主要有紅磷、聚磷酸銨、次磷酸鹽等。大部分磷系阻燃劑只在凝聚相發(fā)揮阻燃效果，還有部分磷系阻燃劑可在氣相和固相同時(shí)發(fā)揮阻燃作用。

參考的阻燃EVA樹脂的配方如下：

分析結(jié)果：

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