膨胀型阻燃剂的改性

目前，膨胀型阻燃剂在PP中应用时仍会出现以下问题：

（1）与聚合物基体相容性较差，膨胀型阻燃剂与聚合物的极性相差很大导致其相容性差，使聚合物的电性能和绝缘性能有所下降，尤其是力学性能如拉伸强度和抗冲击强度大幅度下降；

（2）易吸潮，如APP/PER/MA膨胀阻燃体系，不但多羟基容易吸湿，而且各成分之间易发生醇解，导致阻燃聚合物耐水性差；

（3）一般的膨胀型阻燃剂的相对分子质量小，易迁移到聚合物表面，从而导致阻燃产品的物理机械性能差，尤其外观性差。

相应有如下的改性方法：

（1）提高阻燃剂与聚合物基体的相容性：一是使用硅烷、钛酸酯等偶联剂对膨胀阻燃系统中各主要组分进行改性处理，二是合成一些大分子膨胀型阻燃剂，大幅度地改善与聚合物的相容性，三是设计合成反应型膨胀型阻燃剂，可以共价键方式与树脂基体结合；

（2）湿敏性的改进：提高膨胀型阻燃剂的聚合度（如APP），从而改善其耐水性；

（3）分子尺度的改进：集酸源、炭源和气源于一体、聚合物化和大分子化是膨胀型阻燃剂发展的另一重要趋势。

炭源的改性

传统意义上的碳源主要是一些易受热脱水而形成炭结构的多羟基化合物，如季戊四醇、淀粉、糊精等，但这些IFR用的成炭剂多羟基化合物如季戊四醇极性强，与聚烯烃的相容性不好，在使用过程可能发生渗出吸潮问题，影响阻燃效果的持久性、阻燃材料的电绝缘性及力学性能。

为了解决这一问题，可以采用一些易成炭的高分子材料如聚氨酯、聚酰胺代替小分子强极性化合物。将热塑性聚氨酯（TPU）作为碳源，APP为酸源和气源组成IFR‍应用于‍PP‍可得到阻燃性能和力学性能都较好的膨胀阻燃体系，TPU的引入提高了体系的热稳定性，阻燃效果好坏取决于TPU所用多元醇的结构，基于聚酯型多元醇的TPU相对于聚醚多元醇的TPU更有利于阻燃性能的提高，同时硬段含量高的TPU也更有利于阻燃性能的提高。尼龙6（PA-6）也可以被用于膨胀阻燃PP中用作成炭剂，但必须加入相容剂如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）以抑止APP的迁移并增加PA-6与PP间的相容性。

将具有成炭作用的小分子进行聚合得到可作为碳源的高分子成炭剂可有效降低小分子成炭剂的负面影响。如意大利‍Montedison‍S。P。A‍公司申请的美国专利US4504610以三聚氰氯和哌嗪及哌啶为原料合成了第一例含三嗪结构的高分子成炭剂，并用于聚烯烃阻燃，证明阻燃材料的综合性能良好。随后申请的欧洲专利EP0475418A2，EP0544352A1，美国专利US5225463，US5124379，US5629382‍都合成了基于三嗪结构的高分子成炭剂，只是三嗪环上的取代基不同。采用季戊四醇的二聚体或三聚体代替季戊四醇也可以在一定程度上避免PER的水溶性问题。

酸源的改性

酸源的改性主要是改善APP‍的水敏性和吸潮性。通过提高其相对分子质量及改善结晶形态来改进APP，目前已经有很多专利，代表产品有Rhodia‍Consumer‍Specialities‍Ltd‍Clariant公司的名为Exolit‍AP420，422，423系列的APP，Exolit‍AP422的平均聚合度约为700。

除此之外，对APP进行表面包覆是一个简单易行的办法，含有疏水长碳链的季铵盐，疏水性强的非离子表面活性剂，硬脂酸盐离子型表面活性剂及有机硅树脂都可用来对APP进行表面包覆。例如，三聚氰胺-甲醛树脂本身具有良好的阻燃性。在三聚氰胺-甲醛树脂预聚物的醇类分散液中加入APP，使三聚氰胺-甲醛树脂预聚物在APP表面进行原位交联可对APP形成微胶囊包覆。

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