一、膠種的選擇
一般來說含鹵素橡膠和主鏈為無機物的橡膠(如氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯、硅橡膠等)具有優良的阻燃性能。 我們對當今主要阻燃橡膠制品進行了分析,發現絕大多數制品所使用的橡膠基體為含氯聚合物,如氯磺化聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠等。 以下是實際配方工作中有些經驗,可供參考。1、就天然橡膠而言 兩種阻燃劑可并用,如SbO325份和氯化石蠟50份,可獲阻燃性。2、就丁苯橡膠而言 Sb2O315份和氯化石蠟30份或Sb2O3 5份,氯化石蠟20份, Al(OH)325份,可獲阻燃性。3、就氯丁橡膠而言 含氯(40%)就具有自熄性,但加入無機填充劑,如Al(OH)3、陶土和碳酸鈣,可提高阻燃性 4 就乙丙橡膠而言 將Sb2O315份與氯化石蠟30份并用,硫化膠拉伸強度下降;在聚乙烯和聚丙烯中加入含磷化合物,可獲得自熄性。
二、阻燃橡膠配方技術
許多阻燃劑的效果不與其濃度成比例,雙倍用量往往得不到雙倍效果。不管怎樣,當加入兩種阻燃劑時,通?？傻玫絾我坏暮透郊拥膬煞N效果。因此,使用兩種或多種不同阻燃劑時常?？色@得更大的效果,這種較大的效果通常是由于較高濃度非直線反應的結果,而不是真正的協同效應。1)銻和鹵素——這是真正發揮協同效應的很少見的實例之一。2)二茂鐵和鹵素——有鹵素存在時,二茂鐵用量低對炭的形成起促進作用。無鹵素時,它能降低煙塵,而且對燃燒略有影響。3)鹵素和亞磷酸——通過實驗知道,鹵素和亞磷酸化合物并不起協同效應,只是增加阻燃效果而已。4)有機過氧化物和鹵素——有機過氧化物本身不是阻燃劑。有人認為,含鹵素的有機過氧化物可以當作阻燃劑使用,但這是不正確的。實際上,不含鹵素的有機過氧化物不能減弱燃燒。
常,人們對于阻燃橡膠的認識是在一般燃燒條件下,橡膠不燃燒而已,其實這是一種誤解。因為,不存在所謂一般的燃燒條件;聚合物產品不可能以某種形式阻止燃燒,所能做到的僅是改變其燃燒方式。如果將聚合物置于足夠長的時間,足夠高的溫度和足夠多的氧氣條件下燃燒,則任何防火措施都將是無效的。因此,當火燃燒起來以后,橡膠不可避免地也要燃燒。所以,所謂阻燃是指橡膠延緩著火的時間,降低火焰傳播速度和離開火源后能迅速自行熄滅的能力。一般,它用氧指數來表示,氧指數越高,阻燃性能越好。
添加型阻燃劑包括磷化合物,硼化合物,二茂鐵,在某種意義上說,也包括鹵化合物和氮化合物。 某些阻燃劑并用,也會相互抑制,從而減弱效果。如碳酸鈣不能和鹵化合物以及磷酸化合物一起使用,因為碳酸鈣能消除鹵素和其它酸性氣體,對火無延緩作用。由于銻和亞磷酸具有對抗作用,這些化合物的并用效果通常低于其單獨使用的效果,由于沒有標出這些化合物的對抗作用,常常將這兩種化合物一起使用。 我們知道熱的多磷酸能破壞二茂鐵,因為多磷酸是一種高活性阻燃劑。在亞磷酸存在下二茂鐵無延緩火的效果。
橡膠在高溫下發生分解,生成可燃性氣體。如果有一種物質能使可燃性氣體變成不燃性氣體,以隔離熱源,那么就可以達到阻燃的目的?；蛘?有一種物質受熱時釋放出結晶水,吸收熱量或提高熱傳導性,則也可起阻燃作用。屬于前者的有鹵素化合物，屬于后者的有氫氧化鋁等。聚合物著火后,可燃氣體的生成速度決定了燃燒速度。但是,非可燃性氣體起著削弱氣體混合物的作用。因此,發生燃燒時,由于非可燃性氣體的作用,火焰將會減弱。目前,常用阻燃劑有兩類,即添加型和反應型,以添加型為主,前者的消耗量為后者的6倍。
通常認為,氧指數超過27%為自熄性材料;低于該數值為易燃材料;而氧指數更高者則為難燃材料。如聚丙烯的氧指數為17%,在空氣中即可燃燒,四氟乙烯的氧指數為95%,只有在空氣中才能燃燒。橡膠配方工作者的任務局限于改變著火條件、減慢火焰蔓延的速度和抑制火勢增長的勢頭。因此,企圖用一個配方、一種橡膠去滿足所有耐火的要求也是不科學、不切實際的。所以說,有效的防火方法就是斷絕燃燒所需的氧氣供給或隔離熱源。
