阻燃材料的發(fā)展及其對消防安全的影響

【摘 要】 本文綜合性的論述了阻燃材料對消防安全的重要性，重點(diǎn)對阻燃材料的類型和發(fā)展及其對消防安全的影響進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】無機(jī)阻燃材料；有機(jī)阻燃材料；無鹵阻燃材料；納米阻燃材料；消防安全一、阻燃材料對消防安全的重要作用

阻燃材料具有抗燃性，是能夠阻止材料被引燃、能夠抑制火焰?zhèn)鞑?、且能自熄或具有自熄傾向的材料。采用阻燃材料可以防止火災(zāi)的發(fā)生，能夠大大降低火災(zāi)危險(xiǎn)。1987年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS，現(xiàn)更名為美國國家技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究院，NITS）對五種典型塑料制品的阻燃試樣和非阻燃試樣的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。這五種試驗(yàn)制品分別是：①高抗沖聚苯乙烯電視機(jī)外殼，②改性聚苯醚電子計(jì)算機(jī)外殼，③聚氨酯泡沫塑料軟椅，④帶聚乙烯絕緣層和橡膠護(hù)套的電纜，⑤不飽和聚酯玻璃鋼電路板。試驗(yàn)的測定結(jié)果如表1所示，阻燃材料的火災(zāi)安全性在很多方面都比非阻燃同類材料要高[1]。由此可見，阻燃材料對消防安全是多么的重要。阻燃材料的使用，可以減少火災(zāi)發(fā)生的幾率；火災(zāi)發(fā)生后，可以大大減少有燃燒時毒氣體的釋放量，延長燃燒時間，為發(fā)生火災(zāi)后人員疏散和搶救財(cái)產(chǎn)爭取寶貴的時間，為消防人員控制火情，滅火救援爭取寶貴的時間。

二、阻燃材料的基本類型

阻燃材料的性質(zhì)特點(diǎn)和阻燃效果直接影響到它在社會生產(chǎn)、生活方面，尤其是消防安全方面的應(yīng)用。目前，阻燃材料主要有無機(jī)材料，有機(jī)材料。（一）無機(jī)阻燃材料

無機(jī)阻燃材料主要有常用品種有以下幾種：①氫氧化鎂、氫氧化鋁，可分別單獨(dú)使用，但加入量大，往往與樹脂用量相當(dāng)；②無機(jī)磷類，常用紅磷及硫酸鹽，純紅磷在使用前最后經(jīng)過微化處理，可單用和并用，磷酸鹽有磷酸銨、硝酸銨等；③硼類阻燃材料，常用水合硼酸鋅，一般與其他阻燃材料協(xié)同使用，其他金屬氧化物，如金屬鋁化物、金屬鐵化物等，主要用于硝煙；④金屬鹵化物，如各類鹵化銻類。氫氧化鎂和氫氧化鋁是無機(jī)阻燃材料中應(yīng)用最廣泛的。其優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性好，安全性高，價(jià)格低廉，無毒，對環(huán)境污染很??；缺點(diǎn)主要是阻燃效能低，填充量大[3，4]。

（二）有機(jī)阻燃材料

有機(jī)阻燃材料是目前使用比較廣泛的阻燃材料，其具有添加量少、阻燃效果好等特點(diǎn)，但它在燃燒過程中發(fā)煙量較大，會釋放出有毒性、腐蝕性的鹵化氫氣體。常用品種主要有①有機(jī)鹵化物。主要為溴化物，常用的有，十溴聯(lián)苯酸（DBDPO）、四溴雙酚A（TBBPA）、溴化聚苯乙烯（BPS）等。②有機(jī)磷化物?？煞譃闊o機(jī)磷合鹵代磷兩類。無鹵磷主要為磷酸類如三苯（TPP）等。無鹵磷需與鹵化磷協(xié)同加入。鹵代磷的分子內(nèi)同時含有磷和鹵兩種元素，具有分子內(nèi)協(xié)同作用，因而可單獨(dú)使用，常用品種如三氯乙烯（TECP）等。③氮系。主要品種有三聚氮氨等，常用于聚酰胺（PA，俗稱尼龍）和聚氨酯（PU）中，并與磷類阻燃劑協(xié)同使用[5]。

三、阻燃材料的發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，物質(zhì)材料的不斷豐富，對阻燃材料的要求也越來越高。高效，節(jié)能，綠色環(huán)保阻燃材料越來越多的受到人們的重視。無機(jī)阻燃材料雖然安全性高，無毒，對環(huán)境污染小，但其總體阻燃效果差，填充量大；有機(jī)阻燃材料，尤其是鹵系阻燃材料，雖然阻燃性能好，但燃燒毒性大，對環(huán)境污染大。許多新的阻燃材料被發(fā)展應(yīng)用，如無鹵阻燃材料和納米阻燃材料。

（一）無鹵阻燃材料

無鹵阻燃材料以其燃燒釋放氣體毒性小，對環(huán)境污染少的特點(diǎn)逐漸被人們重視。膨脹型阻燃劑（IFR）就是20世紀(jì)九十年代以后出現(xiàn)的一種無鹵阻燃劑。這種阻燃劑是一種以氮、磷為主要組成的復(fù)合阻燃劑，它不含鹵素，不采用氧化銻作為協(xié)效劑。該類阻燃劑主要由三部分組成[6]：①酸源，又稱脫水劑，主要由無機(jī)酸以及加熱時能產(chǎn)生酸的鹽類組成，如磷酸、硫酸等；②碳源，又稱成炭劑，主要是含碳的多元醇化合物，如淀粉、季戊四醇等；③氣源，又稱發(fā)泡劑，主要為含氮的多碳化合物，如尿素，雙氰胺等。IFR在受熱時發(fā)泡膨脹形成封閉的碳層，可以減少基材與熱源之間的能量傳遞，阻止氣體擴(kuò)散，從而阻止火焰的傳播。

（二）納米阻燃材料

納米粒子是結(jié)構(gòu)尺寸在0.1-100nm的粒子。納米粒子具有大的表面積，小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)等的作用使納米粒子在熱、磁、光、表面穩(wěn)定性等方面具有不同于常規(guī)粒子的特殊優(yōu)勢。由納米粒子組成的材料，稱為納米材料。納米材料被譽(yù)為是21世紀(jì)最好的材料納米材料的發(fā)展對于消防安全同樣產(chǎn)生了巨大的影響。

無機(jī)阻燃材料雖然安全無毒，但由于阻燃效能差，填充量大而在應(yīng)用上受到很大的限制。有研究表明，將無機(jī)阻燃材料超細(xì)化，粒徑達(dá)到納米級，利用納米粒子特殊性能，能夠起到減少用量，提高阻燃效能的目的[7]。另一方面，納米材料引入到阻燃劑中，能夠改善阻燃劑的力學(xué)和熱學(xué)性能，能夠抑制煙霧的產(chǎn)生，抑制有毒氣體的釋放。阻燃納米復(fù)合材料是一種能夠防止環(huán)境污染的綠色、環(huán)保阻燃材料。

四、結(jié)束語

阻燃材料的使用能夠減少火災(zāi)發(fā)生的幾率，提高火災(zāi)安全水平，減少火災(zāi)中人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。只有阻燃材料的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們的消防安全才能夠真正做到未雨綢繆，防火災(zāi)于未然。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盛超.阻燃劑在防火技術(shù)中的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 消防科技創(chuàng)新與社會安全發(fā)展.2013，267-271。

[2] 歐育湘，韓廷解.發(fā)展阻燃材料防火災(zāi)于未然[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2006，7，32-36。

[3]朱磊，張翔.改性氫氧化鎂阻燃劑對聚丙烯的性能影響研究[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息.2009，7，41-42.

[4] 于立娟，孫鵬，李廣義等.阻燃劑的研究進(jìn)展[J]. 上海塑料，2013，3，21-24。

[5]鞠洪波.阻燃材料發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J].綠色科技，2011，11，136-138。

[6]張躍飛.無鹵阻燃劑的開發(fā)與應(yīng)用研究進(jìn)展 [J].塑料，2008，37，4，62-65。

[7]于永忠，吳啟鴻，葛世成.阻燃材料手冊[M].北京：群眾出版社.1997。

[8]納米技術(shù)應(yīng)用于消防領(lǐng)域的前瞻性研究[J]. 2013，7，44-46。