添加型消煙劑是通過(guò)機(jī)械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有消煙性的，目前添加型消煙劑主要有有機(jī)消煙劑和無(wú)機(jī)消煙劑，鹵系消煙劑（有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物）和非鹵。

有機(jī)是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些消煙劑，無(wú)機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等消煙體系。

反應(yīng)型消煙劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有消煙成分的，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)聚合物材料使用性能影響較小，消煙性持久。

消煙劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜， 尚未十分明了。

一般認(rèn)為， 鹵素化合物遇火受熱發(fā)生分解反應(yīng)， 分解出的鹵素離子與高分子化合物反應(yīng)產(chǎn)生鹵化氫。

后者與高分子化合物燃燒過(guò)程中大量增殖的活潑羥基游離基 (HO·)反應(yīng)，使其濃度降低，燃燒速度減慢，直到火焰熄滅。

鹵素中，溴的消煙作用比氯大。

含磷消煙劑的作用在于它們?nèi)紵龝r(shí)形成偏磷酸，偏磷酸聚合成非常穩(wěn)定的多聚態(tài)，成為塑料的保護(hù)層而將氧隔絕。

消煙劑是通過(guò)若干機(jī)理發(fā)揮其消煙作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。

多數(shù)消煙劑是通過(guò)若干機(jī)理共同作用達(dá)到消煙目的。

（1）根據(jù)元素種類(lèi)分為鹵系、有機(jī)磷系及鹵-磷系、氮系、硅系、鋁-鎂系、鉬系等；
 

（2）按消煙作用分有膨脹型消煙劑、成炭消煙劑等；
 

（3）按化學(xué)結(jié)構(gòu)分無(wú)機(jī)消煙劑，有機(jī)消煙劑，高分子消煙劑等；
 

（4）按消煙劑與被消煙材料的關(guān)系可分為添加型消煙劑和反應(yīng)型消煙劑，反應(yīng)型消煙劑參與高聚物的化學(xué)反應(yīng)。

鹵系消煙劑

鹵系消煙劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)消煙劑之一。

鹵系消煙劑主要用于電子和建筑工業(yè)，約50~100種含鹵消煙劑覆蓋了大多數(shù)的市場(chǎng)需求。

鹵素消煙劑之所以受到人們的重視，主要是鹵系消煙劑的消煙效率高，價(jià)格適中，其性能價(jià)格比這一指標(biāo)是其它消煙劑難以與之相比，加之鹵系消煙劑的品種多，適用范圍廣，所以受到人們的青睞。

但是，鹵素消煙劑在熱裂解或燃燒時(shí)生成較多的煙和腐蝕性氣體及以受到二惡英問(wèn)題的困擾。

超過(guò)80%的含鹵消煙劑用于電子/辦公設(shè)備及建筑工業(yè)，主要應(yīng)用品種為苯乙烯類(lèi)及其共聚物，熱塑性工程塑料和環(huán)氧樹(shù)脂。

含磷消煙劑

含磷化合物可作為熱塑性塑料、熱固性塑料、織物、紙張、涂料和膠粘劑等的消煙劑。

此類(lèi)消煙劑包括紅磷、水溶性的無(wú)機(jī)磷酸鹽類(lèi)、不溶性的聚磷酸銨、有機(jī)磷酸酯和膦酸酯類(lèi)、氧化膦類(lèi)、氫彈烴基磷酸酯類(lèi)和溴芳烴基磷酸酯類(lèi)。

鹵素消煙劑雖然具有高消煙性，但存在環(huán)境污染及毒性等問(wèn)題，而磷系消煙劑除對(duì)苯乙烯和聚烯烴等幾大類(lèi)聚合物外是非常有效的消煙劑，而且二次污染小，所以該消煙劑受到人們的關(guān)注。

磷酸一銨(MAP)和磷酸二銨(DAP)仍是纖維與織物、無(wú)紡織物、紙張、木材等多種纖維素的有效消煙劑。

它們能形成磷酸，使纖維素羥基酯化，所生成的纖維素分解成炭，改變了熱降解歷程，從而達(dá)到消煙的目的。

它們易溶于水，故其消煙性不能持久。它是目前膨脹型消煙劑主要組分之一。

紅磷是極有效的消煙劑，可用于含氧聚合物，例如PC，PET，PBT，PPE，其作為尼龍部件的消煙劑在歐洲用得較多。

由于紅磷會(huì)與大氣中的水反應(yīng)生成有毒的磷化氫，因此工業(yè)產(chǎn)品需要做穩(wěn)定化處理和包覆。

三羥基磷(膦)酸酯作為不飽和聚酯高度填充(如氫化鋁、碳酸鈣)時(shí)的稀釋劑。

它在鹵化聚酯中也作為協(xié)效劑，不如氧化銻有效，但加工性好。

較不易揮發(fā)的三羥基磷酸酯有三丁基磷酸酯、三辛基磷酸酯和三丁氧基乙基的磷酸酯。

二甲基磷酸甲酯含磷量高達(dá)25%,是極有效的消煙劑。

它的高揮發(fā)性限制了應(yīng)用。適用于聚氨酯硬泡，高填的熱固性樹(shù)脂。

在高填充的熱固性樹(shù)脂中也作為黏度稀釋劑。

二乙基磷酸乙酯在氨基甲酸乙酯有發(fā)泡劑和胺催化劑的條件下比較穩(wěn)定。

芳基磷酸酯類(lèi)在工業(yè)中主要用于PVC和乙酸纖維素的不燃性增塑劑和作為工程塑料如PPE，PC/ABS合金的非鹵消煙劑。

芳基磷酸酯類(lèi)都是液體，主要烷基化產(chǎn)物是用合成的異丙基葳酚或異丁基苯酚制成的。

制法是先使苯酚烷基化，然后再同磷酰氯反應(yīng)。因此烷基化三芳基磷酸酯是一混合物。

其中磷酸三丁苯酯的抗氧化性能較好，但增塑性較差。

磷酸甲三基二苯酯是PVC最有效的消煙劑。

但也最易揮發(fā)，在歐洲使用。

烷烴二芳基膦酸酯增塑性較好，用于PVC有較好的低溫性，它的生煙量也比三芳基膦酸酯少。

2-乙基己基二苯基磷酸酯已得到美國(guó)食品和藥品管理局的批準(zhǔn)可用于食品包裝。

異癸基二苯基磷酸酯由于有較長(zhǎng)的烴基不易揮發(fā)，可用于PVC電纜，尤其高壓電纜。

二聚體芳基磷酸酯揮發(fā)性較低，其連接基為間苯二酚、對(duì)苯二酚或雙苯酚。

它們用于熱塑性塑料(如PPE，PC/ABS)。

改性聚苯醚(PPE)是PPE與高抗沖聚苯乙烯(PS-HI)的摻混物。

根據(jù)等級(jí)，一般含有55%~65%的PS-HI。

雖然磷酸酯并不能使PS-HI達(dá)到UL 94消煙等級(jí)，但它在工業(yè)上用于消煙PPE樹(shù)脂，并達(dá)到UL 95 V-0級(jí)。

通過(guò)磷酸酯所生成的磷酸使PPE成炭達(dá)到消煙的目的。

工業(yè)用的消煙劑是液態(tài)的烷基化的三芳膦酸酯或二烯酸酯。

三芳基膦酸酯在加工時(shí)會(huì)揮發(fā)，導(dǎo)致應(yīng)力斷裂。

用較不揮發(fā)的二磷酸酯則可減少應(yīng)力斷裂。

雙酚A可為二磷酸醌的連接基團(tuán)。

含鹵烷基磷酸酯主要用于聚氨酯較硬泡沫制品。

但熱穩(wěn)定性較差。

但因含鹵磷酸酯因基毒性，已被歐盟等多數(shù)國(guó)家禁止使用，我國(guó)也不推薦使用。

磷氧化物具有水解穩(wěn)定的P—C鍵，它們的含P量高于芳基磷酸酯，因而是更有效的消煙劑。

它們的二元醇和三元醇是聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂的活性消煙劑。

磷化合物作為消煙劑，可在凝聚相中抑制自由基反應(yīng)，它們本身還可生成玻璃狀物質(zhì)直到傳熱、傳質(zhì)的阻隔作用。有機(jī)磷系消煙劑被認(rèn)為是替代鹵代消煙劑最有前景的品種之一。

無(wú)機(jī)氫氧化物

無(wú)機(jī)氫氧化物是非常重要的消煙劑。

無(wú)機(jī)氫氧化物易處理，相對(duì)無(wú)毒，不產(chǎn)生有毒、有腐蝕性的氣體，而且抑煙，更重要的是比鹵、磷消煙體系便宜。

這類(lèi)消煙劑采用適當(dāng)?shù)呐浞娇墒共牧线_(dá)到多種測(cè)試要求。

無(wú)機(jī)氫氧化鋁是無(wú)機(jī)氫氧化物銷(xiāo)售最多的消煙劑，主要用于加工溫度在200℃以下的合成橡膠、熱固性樹(shù)脂及熱塑性塑料。

考慮含鹵及含磷消煙劑的環(huán)境問(wèn)題，無(wú)機(jī)氫氧化物消煙劑的應(yīng)用得到持續(xù)的增長(zhǎng)。

氫氧化鋁是應(yīng)用最廣泛的消煙劑之一。

是一種無(wú)毒、白色至淺白色的粉末，相對(duì)密度2.42，莫氏硬度為3.0，當(dāng)溫度加熱到高于320℃時(shí)，氫氧化鋁因失水而損失其重的34.6%。

對(duì)于加工溫度低于氫氧化鋁分解溫度(190~230℃)的聚合物，氫氧化鋁是一種優(yōu)良的消煙材料，值得注意的是顆粒直徑的大小對(duì)于熱穩(wěn)定有影響。

氫氧化鋁作為消煙材料，用于彈性體、熱固性樹(shù)脂及熱塑性塑料等，也大量用于生產(chǎn)消煙地毯的苯乙烯-丁二烯膠乳中，用于生產(chǎn)消煙絕緣橡膠電纜、保溫泡沫塑料、傳送皮帶及軟管中等。

可用于全部不飽和樹(shù)脂中，如層壓大頂棚及墻體，用于盥洗室器具、裝飾墻板、各種套罩、汽車(chē)防護(hù)罩、卡車(chē)零部件等，以及電子元件包括絕緣體及線路板。

還包括建筑施工用具等。

氫氧化鎂是銷(xiāo)售量第二大無(wú)機(jī)氫氧化物消煙劑。

是一種白色至淺白色晶狀體粉末，相對(duì)密度2.4，莫氏硬度3.0。加熱至450℃以上時(shí)，因失去水而減重30.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

氫氧化鎂用于加工溫度在200~225℃的熱塑性塑料及熱固性樹(shù)脂。

主要用于EVAC，PP及共混物、ABS及其共混物、含氟聚合物、PPE及共混物、聚酰亞胺等。

不能用于熱塑性聚酯。

氫氧化鎂與氫氧化鋁一起使用，以滿足不同使用要求。電線電纜、機(jī)架、建筑多層板、管道、電器等零件中也會(huì)用氫氧化鎂。

硅化合物是新型消煙劑。

它可完全不依賴鹵素和磷的化合物而發(fā)揮消煙作用。

最近有關(guān)硅消煙劑的文章和專(zhuān)利成為新熱點(diǎn)。

所有各種組成的硅被用作消煙劑研究。

含硅合物無(wú)論是作為聚合物的添加劑還是與聚合物組成共混物，都具有明顯的消煙作用。
 

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