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阻燃涂料能夠起到阻燃作用主要是由于涂料中阻燃劑的作用，近些年來人們一直致力于開發不同種類的新型阻燃劑應用于涂料中，從而制備出效果理想的阻燃涂料。
01
鹵素阻燃劑
傳統應用于阻燃涂料的鹵素阻燃劑主要有含氯、含溴的阻燃劑及衍生物。這種阻燃劑的優點是性能穩定，價格低廉，容易加工。傳統的鹵系阻燃劑主要有十溴二苯醚、氯化石蠟、溴代聚苯乙烯、四溴雙酚A、四溴醚、六溴環十二烷、八溴醚等阻燃劑。
鹵系阻燃劑的阻燃機理主要是當火災發生時，生成鹵素自由基，產生HX，然后與材料燃燒釋放出的大量HO·自由基相結合，釋放出H2O和X·。X·在與材料中RH·反應，如此循環，從而阻止燃燒的鏈式反應進行，達到阻止燃燒的目的。
02
磷氮阻燃劑
磷系阻燃劑和氮系阻燃劑是目前應用比較多的環保阻燃劑，其中磷系阻燃劑能夠在燃燒過程中生成比較穩定的炭層從而阻止熱量的傳遞，進而起到阻燃的效果。主要的磷系阻燃劑有聚磷酸銨、磷酸酯類阻燃劑、有機磷酸鹽、聚合物磷酸酯類等阻燃劑。
氮系阻燃劑屬于一種氣相阻燃機理的阻燃劑，反應過程中釋放出NO，NO2等難燃氣體，從而稀釋氧氣濃度,進而達到阻燃的效果。傳統的氮系阻燃劑主要有三聚氰胺、三聚氰胺尿酸鹽、三聚氰胺鹽等物質。近些年來,人們發現單一一種阻燃機理的阻燃劑很難滿足材料的阻燃要求,磷氮復合阻燃劑在高分子阻燃領域中應用比較廣泛。
研究進展
國內學者利用環氧樹脂、三乙烯四胺為原料合成—種環氧固化劑，再用六氯環三磷腈和羅丹明酰反應合成了一種環三磷腈阻燃劑，將阻燃劑加入到環氧樹脂涂料中制備出阻燃環氧樹脂涂料。
研究發現當磷腈阻燃劑添加量達到10%時的阻燃效果最佳，氧指數為28%，垂直燃燒等級到達UL 94V-0級，同時具有較好的力學性能。
此外，中南林業科技大學王張恒等用水性丙烯酸乳液制備水性丙烯酸阻燃涂料，用于木材阻燃，用聚磷酸銨(APE)和漂珠協效阻燃。
當APP 加入漂珠后，阻燃涂料的氧指數顯著增加達到28.7%。相比于未加入漂珠的阻燃涂料，阻燃效果明顯。制備的水性丙烯酸阻燃涂料的熱釋放和煙釋放明顯降低，可以促進木材成炭，是一種較好的應用于木器材料的水性阻燃涂料。
03
膨脹阻燃劑
膨脹阻燃劑是一種集酸源、炭源、氣源于一體的阻燃劑，燃燒過程中迅速膨脹，從而達到隔絕氧氣和阻止熱量傳遞的作用，進而達到阻燃的目的。膨脹阻燃劑是一種比較穩定的阻燃劑，具有多種阻燃機理。近些年來在阻燃涂料中應用較多，膨脹阻燃涂料約占阻燃涂料的10%左右。
研究進展
翼亞雄等，用多磷酸(PPA)，季戊四醇磷酸酯(PEPA)，1,4-丁二醇二縮水甘油醚(BDE)和雙酚A環氧樹脂E51(EP)制備了一系列新型環氧/PEPA磷酸酯(EPP)阻燃劑。然后將EPPs加入到氨基樹脂中制備出膨脹型透明防火涂料。
對膨脹型防護涂料的阻燃性能進行測試,發現其具有較好的阻燃效果。
此外，以苯基膦酸﹑新戊二醇(NPG）、N，N-二甲基甲酰胺制備膨脹阻燃劑加入到三聚氰胺甲醛樹脂(MF)中制備透明膨脹型阻燃涂料，將透明膨脹阻燃涂料涂覆到膠合板上，研究發現阻燃涂料具有較好的阻燃效果。
當膨脹阻燃劑和聚乙二醇的添加量達到40%和5%時，氧指數達到27.4%。透明膨脹阻燃涂料具有較好的膨脹炭層，使得燃燒時具有較好的保護基材的效果。
04
生物質阻燃劑
生物質資源是一種可再生資源，具有無毒無害，可再生等優點。近些年來生物質阻燃劑已經成為研究熱點，利用可再生的生物質資源制備出阻燃劑應用于人們日常生活用品當中。
研究進展
中南林業科技大學林偉等，用聚碳酸胺、季戊四醇、茶皂素三種物質制備出阻燃劑，其中茶皂素作為氣源通過物理復配技術制備復合型茶皂素膨脹阻燃劑，然后再與醇酸樹脂清漆混合制備出膨脹型阻燃涂料。
通過研究發現，制備的膨脹阻燃劑具有較好的阻燃效果，其中茶皂素起到了至關重要的作用。加入阻燃劑后膨脹阻燃劑具有較好的熱穩定性和較高的成炭率。當阻燃劑添加量達到涂料固含量的50%時，涂料的氧指數為34.2%，耐火時間為11.1min，且質量損失最小。
05
石墨烯阻燃劑
石墨烯是由碳原子構成具有片狀結構的一種新興材料，石墨烯能夠提高涂料的防腐性能，加強材料的防水滲透性能，同時具有較好的致密物理隔絕層，所以石墨烯可以提高材料的阻燃性能。
石墨烯可以與樹脂進行交聯反應，形成保護膜，這樣在燃燒時可以起到隔絕熱量和氧氣的作用。在燃燒時可以生成H2O和CO2，另外石墨烯還可以起到增強炭層的作用，這樣可以進一步起到阻止燃燒反應進行的作用。
研究進展
北京工商大學的李琳珊等，將可膨脹石墨（EG）與氧化處理的氧化石墨與APP/氫氧化鎂和APP/氫氧化鋁[Al(OH)3]復配，通過澆筑固化，制備出聚氨酯阻燃涂料。
研究發現氧化石墨復配的復合阻燃聚氨酯涂料具有較好的阻燃效果：氧指數有所提高，熱釋放速率降低。復合阻燃劑具有凝聚相和氣相阻燃機理。
06
其他阻燃劑
近些年來很多研究人員將復合阻燃劑應用于涂料中，例如有機硅類阻燃劑、有機改性蒙脫土阻燃劑、無機阻燃劑氫氧化鋁和氫氧化鎂等。通過復合使用，阻燃涂料具有較好的阻燃效果。
研究進展
銀川市消防支隊的蔣浩等[21通過用有機硅改性環氧樹脂,制備阻燃環氧樹脂涂料,當固化劑為10%,有機硅含量為6%,反應溫度85℃,反應時間為25min時,阻燃環氧樹脂涂料的阻燃效果最好。環氧樹脂與有機硅形成接枝共聚物。制備的有機硅改性阻燃環氧樹脂涂料具有較好的熱穩定性,較好的阻燃效果以及較強的附著力等優點。
銀川市消防支隊的蔣浩等，通過用有機硅改性環氧樹脂，制備阻燃環氧樹脂涂料，當固化劑為10%，有機硅含量為6%，反應溫度85℃，反應時間為25min時，阻燃環氧樹脂涂料的阻燃效果最好。
環氧樹脂與有機硅形成接枝共聚物：制備的有機硅改性阻燃環氧樹脂涂料具有較好的熱穩定性，較好的阻燃效果以及較強的附著力等優點。
此外，用4,4'-二羥甲基- 1,4-庚二炔功能單體作為擴鏈劑制備了端炔基功能化聚氨酯，然后再與疊氮基改性的納米蒙脫土、氫氧化鋁和氫氧化鎂通過Click 反應制備了水性聚氨酯阻燃納米復合材料。
通過研究發現制備的阻燃水性聚氨酯具有較好的阻燃效果，氧指數相比于純的WPU提高了7%。點燃時間也有所延長，制備的復合阻燃劑對水性聚氨酯阻燃涂料起到了很好的阻燃作用。
*素材來源：《阻燃涂料中阻燃劑的研究進展》
王文博，張廣鑫,梁西良，王旭，李勝
