防火阻燃涂料中的阻燃劑能起阻主要是元素周期表中第V族的N、P、As、Sb、Bi,第Ⅶ族的F、Cl、Br、I和B、Al、Mg、Ca、Zr、Sn、Mo、Ti等元素。常用的有N、P、Cl、Br、B、Mg和Al。
①無機阻燃劑。無機阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、低毒或無毒、不產生腐蝕性氣體、儲存中不揮發(fā)不析出、阻燃效果持久等優(yōu)點。在對阻燃涂料產品環(huán)境安全性和使用安全性要求日趨嚴格的形勢下,無機阻燃劑更顯得重要。無機阻燃劑的主體是三氧化二銻、氫氧化鋁( ATH)和氫氧化鎂。磷系無機阻燃劑也有很好的阻燃效果。含硼的無機阻燃劑的低毒性、高熱穩(wěn)定性和燃燒煙霧少等特性,越來越引起人們的重視。
氫氧化鋁主要通過快速失去兩個結晶水發(fā)揮氣相阻燃作用,同時可促進基料固化物熱稠合炭化,發(fā)揮凝聚相阻燃作用。氫氧化鎂在320℃開始失水,則可將氫氧化鋁與氫氧化鎂復配使用,會取得更好的阻燃效果。鋁、鎂系無機阻燃劑,無毒、無味、無腐蝕,兼有阻燃、消煙和填充三種功效,稱為無公害型阻燃劑,其用量應達40% -70%才會起阻燃作用。
赤磷(P)和聚磷酸銨(APP)或聚磷酸鋁等具有良好的阻燃效果。P在基料固化或燃燒時能轉化成磷酸等衍生物,利用基料固化物的脫水炭化,覆蓋燃燒表面、吸熱隔氧等方式,發(fā)揮凝聚相阻燃作用。當氫氧化鋁與P復配時,能降低基料固化物熱失水溫度、促進固化物稠合炭化、增加失重殘留量、抑制P燃燒,具有良好的協(xié)同效應。
含硼阻燃劑的特點是毒性小、熱穩(wěn)定性好、燃燒煙霧少。最廣泛使用的水合硼酸鋅,由于無毒性、低水溶性、高熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的分散性,已被廣泛認可。
②有機阻燃劑。有機阻燃劑可增加涂層的阻燃能力,并在其他組分的協(xié)同作用下實現(xiàn)涂層的難燃化,主要包括反應型和添加型兩類。反應型阻燃劑是在單體縮聚物反應時導入含磷、鹵素的有機單體或中間體,或者是在調配涂料時加入含磷、鹵素的組分,它們通過反應生成含磷、鹵素難燃樹脂。添加型阻燃劑主要是含磷與鹵素的有機化合物,它們包括十溴聯(lián)苯醚( ZR - 10)和六溴環(huán)十二烷溴系阻燃劑、氯化石蠟和六氯環(huán)戊二烯氯系阻燃劑、甲基磷酸二甲酯( DMMP)和磷酸三苯酯(TPP)磷系阻燃劑、二氰二胺和三聚氰胺等氮系阻燃劑。DMMP是低黏度無色透明液體阻燃劑,可與多種有機溶劑混溶,含磷量23%,它與ATH配合使用的氧指數(shù)為36-40,可滿足建筑領域對阻燃材料的低煙、低毒要求。TPP與其他無機阻燃劑配合后組成阻燃涂料,可獲得優(yōu)良的阻燃效果。