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氮系阻燃剂

氮(N)系阻燃剂涵盖无机和有机化合物两类。应用最广泛的氮系阻燃剂包括三聚氰胺化合物(如三聚氰胺氰脲酸盐)和胺衍生化合物(如三嗪类化合物)。部分氮系阻燃剂同时也是磷系阻燃剂,例如聚磷酸铵或三聚氰胺聚磷酸盐。

氮系阻燃剂可源自尿素或胍等天然存在的分子。

氮系阻燃剂被认为通过多种机制发挥作用:

  • 释放惰性氮气(N₂),稀释可燃气体;
  • 通过吸热分解实现降温;
  • 作为膨胀型体系中的发泡剂;
  • 促进聚合物降解,使聚合物熔融后远离火焰(例如聚酰胺中的三聚氰胺氰胺);
  • 促进交联反应,助力炭层形成;
  • 火灾中提高聚合物对磷的保留率,从而增强磷系阻燃剂的炭层屏障效应。

氮系阻燃剂及其应用

广泛用作 PIN 系阻燃剂的三聚氰胺化合物包括磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺 - 聚(磷酸锌)、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸盐。这类物质通常以 5-25%(质量分数)的比例添加到聚合物中,或用于膨胀型涂料 / 涂层,以降低火灾风险,且常与其他阻燃剂或协效剂复配使用。多种三聚氰胺基阻燃剂已通过 TCO(显示器生态标签)或 Ökotex(生态纺织品标准)等标签或认证的验证。

三聚氰胺本身也可用作阻燃剂或协效剂,例如应用于聚合物、膨胀型涂料、聚氨酯泡沫中。

其他添加型和反应型有机氮系阻燃剂包括胺衍生化合物(如三嗪类)、异氰脲酸酯、尿素、胍以及氰尿酸衍生物。

无机氮系阻燃剂大多为铵盐化合物,例如聚磷酸铵鸟粪石(磷酸镁铵)。不过,这类物质通常被归类为 “无机阻燃剂”,若含磷则被归类为 “磷系阻燃剂”。