• 为使LDPE通过UL94V-0级，不仅要提高其中溴阻 燃剂及Sb2O3的用量，而且需要在材料中加入惰 性填料（如滑石粉）。例如，含12%BTBPIE、 6% Sb2O3及30%滑石粉的LDPE具有UL94V-0阻 燃级，其氧指数为28%。这种阻燃LDPE不产生可 由燃烧区带走热量的熔滴，氧指数与V-2级LDPE 相仿。 • 尽管就对PE氧指数及UL94阻燃性的贡献而言， 芳香族溴阻燃剂是相当有效的，但对用作线缆绝 缘层的交联低密度聚乙烯（XLDPE），含脂肪族 氯的DCRP可使XLDPE通过UL94VW-1阻燃试验。
二、阻燃通用聚苯乙烯
• 对阻燃通用聚苯乙烯（GPS），因其加工 温度较高（180-210℃），常用芳香族溴化 物阻燃，一般的脂环族或脂肪族溴化物的 热稳定性难于满足要求，但经过热稳定处 理的HBCD，则是GPS的一种高效阻燃剂。
• 下表及下图比较了两种热稳定化的六溴环十二烷（HBCDHT及HBCD-STD，两者的差别是热稳定处理工艺不同） 及两种芳香族溴化物（FRAr-1及FRAr-2）对GPS氧指数 的贡献。
• 表中数字表明，以三芳基磷酸酯阻燃的PVC具有较高的氧 指数和E-模塑，而烷基二芳基磷酸酯阻燃的PVC此两参数 皆较低，这是因为多芳基磷酸酯的阻燃性较高而柔顺性较 低之故。而且，芳基上的烷基取代基，也对磷酸酯的阻燃 性及柔顺性有所影响。 • 表中所有PVC的点燃时间都较短，且差别不是很大，在 10-20s之间，这是因为所含磷酸酯较易挥发，且在较低温 度下即发生热裂解之故。PVC的生烟量大，这是人所共知 的，但磷酸酯中的长链烷基（如异葵基、异辛基）可降低 PVC的平均生烟量25-40%，这是因为长链烷基易于热裂 解并燃烧完全而较少产生成烟炭粒之故。至于总释热量及 释热峰值，所有磷酸酯阻燃的PVC均具有较低值，且彼此 相差不到20%。
• LDPE薄膜可方便地用CP和Sb2O3阻燃，但 所得薄膜不透明。 • 为得到透明的阻燃LDPE薄膜，可采用二硫 焦磷酸酯（Sandoflam 5060）为阻燃剂， 此阻燃剂无卤，不需与锑化合物并用，与 抗静电剂及光稳定剂相容，抗迁移，用量 5%以上即可LDPE自熄，用量10%时， LDPE的氧指数可达25%。
• 表中为LDPE中Sb2O3含量（阻燃剂/ Sb2O3 用量比）对材料阻燃性的影响。
• 表中数字说明，Sb2O3对含溴芳香族阻燃剂的 协效作用，在PE中比PP中远佳。 • 例如，当BTBPIE的用量为8-9%时，与其协同 使用的Sb2O3量由4%左右减至2%左右时，对 PE的氧指数及UL94阻燃性均无影响，有时甚 至能适度提高氧指数和明显缩短燃烧时间。 • 这就是说，在阻燃PE中，溴阻燃剂与Sb2O3的 质量比可控制在4:1左右。
阻燃科学与技术
阻燃热塑性通用塑料
阻燃聚乙烯
• 工业上常用于阻燃PE的卤系阻燃剂有CP、德克 隆（DCRP）、十溴二苯醚（DBDPO）及双(四 溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷（BTBPIE）。 • CP价格低廉，对PE的阻燃效率高，但它的热稳 定性欠佳，故使碎塑料难于反复利用。另外， PE中的CP易渗出，使制品表面形成一层油状薄 膜，因而限制了CP在PE中的应用。 • 对于阻燃用作电绝缘层和包覆层的PE，适宜的 阻燃剂是DBDPO、D了DCRP、DBDPO及BTBPIE阻燃 的XLDPE的阻燃性。
• DBDPO阻燃的PE的严重缺点是起霜，对不 含填料的XLDPE，在65℃下经75h后，其 中的DBDPO即渗出。但BTBPIE不从PE中 迁移至表面，这是BTBPIE用于PE时的一个 突出的优点。
• 如果用氯系阻燃剂与溴系阻燃剂的混合物 来阻燃PE，则PE的氧指数能较大幅度地提 高，这可减少阻燃剂的用量，降低材料成 本，还能改善材料的物理-机械性能。 • 另外，这种由混合阻燃剂处理的PE生烟量 也较低。这说明，氯系阻燃剂与溴系阻燃 剂间存在某种协效作用。
阻燃聚苯乙烯
• 一、阻燃聚苯乙烯泡沫型料
• 要求阻燃的聚苯乙烯（PS）首先是挤出泡沫塑料 用可发性珠粒泡沫塑料。PS泡沫塑料用作隔热、 隔音、防震、包装材料，在市场上可与聚氨酯泡 沫塑料（PUF）竞争。 • 因PS泡沫体的加工温度较低，所以可采用阻燃效 率高但热稳定性较低（耐温约200℃）的脂肪族 或脂环族溴化合物阻燃。 • 常用的有六溴环十二烷（HBCD），有时也采用 五溴一氯环已烷及二溴乙基二溴环已烷，三 （2,3-二溴丙基）异氰尿酸酯（TBC）也可应用。
• 2、抑烟剂 • 对软PVC有效的抑烟剂是三氧化钼、八钼酸铵、有机胺的 钼酸盐类（如三聚氰胺八钼酸盐）、硼酸锌、二茂铁及锡 酸锌等。 • 三氧化钼和八钼酸铵是PVC采用的主要抑烟剂。将这两种 抑烟剂加入硬PVC中，当用量为0.5-5.0%时，材料生烟量 减低30-80%，氧指数提高3-10个单位。 • 对用作电缆包覆材料的软PVC，加入2%的三氧化钼或八 钼酸铵，材料生烟量可减少70-80%，氧指数可提高3个单 位。这两种钼化合物也可与氢氧化铝、氢氧化镁及其他金 属化物（氧化铜、氧化铁、氧化锡等）共同使用，作为抑 烟剂。
• 右表汇集有几 种含卤阻燃 LDPE的配方 及性能。 • HDPE的阻燃 与LDPE相同。
阻燃聚氯乙烯
• 一、概述
• 聚氯乙烯（PVC）可分为硬质及软质两大类， PVC的含氯量达56%，其氧指数可大于45%，只 有在极个别情况下才需进一步阻燃。 • 但软PVC中加有最高可达60PHR的增塑剂（如邻 苯二甲酸二辛酯，DOP），其含氯量可降至约 36%，氧指数最低可降至约22%，所以软PVC的 阻燃是必要的，但抑烟则是硬质和软质PVC所共 同要求的。而且，由于PVC的生烟量大，其最大 烟密度高达720（以Rohm Hass XP-2烟箱测定）， 在常用塑料中名列榜首。所以PVC的抑烟具有特 别重要的意义。
• 对于LDPE，当以 DCRP与聚二溴亚苯基 醚（PPO）的混合物 （同时添加Sb2O3）阻 燃时，也能明显观察 到氯-溴协效作用。见 右图。
• 以30%DCRP或30%PPO阻燃的LDPE，其 氧指数都在27%左右，而如所用阻燃剂总 量不变（仍为30%），则任何比例的两者 的混合物，都可赋予LDPE高于27%的氧指 数，且以1:1(质量比)的DCRP与PPO混合 物阻燃的LDPE的氧指数最高，可达33%以 上，即比单一阻燃剂提高近6个单位。
• 对于阻燃PS泡沫塑料，一般应通过UL94V2级试验（自熄，但滴落），此时所需阻燃 剂用量极低，1-2%的脂肪族或脂环族溴化 合物即可满足要求，其原因也是因为这种 泡沫体燃烧时易收缩和滴落严重。在有些 国家，对某些用途的PS泡沫塑料，其阻燃 性应符合ASTM-E84或UL723所规定的隧道 试验的要求（测定材料燃烧时火焰传播速 度的一种测试方法）。
• 还有一点值得指出的是，HBCD-HT阻燃的GPS的 颜色稳定性比以HBCD-STD阻燃者为优，图1025所示是以HBCD-HT及HBCD-STD阻燃的PS在 260℃下停留时颜色变化（ΔE）的情况。
• 该图表明，HBCD-HT对材料颜色变化的影 响比HBCD-STD要小得多，前者5min的作 用大约相当于后者1min的作用。这说明， HBCD的热稳定处理工艺与其颜色稳定性有 关。而芳香族溴化物阻燃的材料的光稳定 性通常比脂肪族或脂环族溴化合物阻燃者 逊色
• 阻燃PE所需的阻燃剂量，似乎与PE的熔流 指数（MI）有关。 • MI越高（流动性越好），所需的阻燃剂量 越少（达到同样的氧指数和UL94阻燃级别 时）。实验说明，MI为0.5的LDPE较难阻 燃。
• 图中说明，当阻燃剂用量相同时，MI值高的 LDPE的氧指数较高。 • 对UL94阻燃级别，也存在类似的规律。 • 例如，为使LDPE通过V-2级时所需BTBPIE的量， MI为11的LDPE仅为4.5%，而MI为0.5的则应为 6%。对这两种LDPE，在阻燃剂用量可通过 UL94V-2级这一点，两者的氧指数相差约一个单 位。 • 另外，在LDPE中的阻燃剂含量低于通过UL94V-2 级试验所需的含量时，LDPE的氧指数随阻燃剂用 量的增加而急剧增高，即UL94V-2点在图中曲线 的陡坡上。
• 阻燃PVC广泛用于建筑（绝缘层、墙壁和 天花板衬里、地面、屋顶等），电子，电 气（电线及电缆包覆层和绝缘层），运输 （各种车、船、飞机的坐垫），家具（泡 沫材料、家具面罩），矿山（各种运输带） 等行业。
• 可用于阻燃软质PVC的阻燃剂很多，包括 磷酸酯、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、 硼酸钡、氯化石蜡、红磷等，如以对氧指 数的贡献而言，三氧化二锑是最有效的， 因为它是PVC中所含氯的优异协效剂。 • PVC中目前采用最多的抑烟剂是钼化合物， 特别是八钼酸铵。
三、阻燃软聚氯乙烯配方及性能
• 阻燃软PVC的配 方多种多样，下 表列出有3种以磷 酸酯为阻燃增塑 剂的软PVC的配 方及性能。
• 下表是磷酸二苯异丁苯酯与其他协效剂共 用时，对PVC的阻燃效果。
四、阻燃软聚氯乙烯的阻燃参数
• 以不同磷酸酯阻燃的PVC的点燃时间、总释热量、 释热峰值及平均生烟量等重要阻燃参数见下表。
阻燃高抗冲聚苯乙烯
• 一、概述 • 高抗冲聚苯乙烯（HIPS）的性能及应用范 围均不同于GPS，阻燃HIPS用于制造电子 元器件、构件及电子设备的壳体材料。 • HIPS较GPS难阻燃，且阻燃级别要求高， 一般需通过UL94V-0级，只有用于小型构件 的HIPS可允许通过UL94V-2阻燃级。
• 在100份PVC中加入0.5份二茂铁，可使PVC的生烟量减低 30-70%，二茂铁不仅对PVC抑烟，而且可提高PVC的成 炭率及氧指数，但二茂铁呈橘红色，且不宜与含磷阻燃剂 并用，还可引起阴燃，故其应用不易推广。 • 锡酸锌不仅对PVC抑烟有良好的效果，而且还可减少材料 燃烧时一氧化碳的生成量，它在PVC中的阻燃效率也可与 三氧化二锑媲美，所以通常是在以三氧化二锑阻燃的PVC 中，以一定量（如50%左右）的锡酸锌代替三氧化二锑， 以收到即抑烟又不降低材料阻燃性的双重效果。也可用锡 酸锌与硼酸锌的混合物代替阻燃PVC中的三氧化二锑，抑 烟和阻燃效果亦相当理想。