反应型含SiP阻燃剂合成及其PU硬泡研究(3)
B. 有机阻燃剂
有机阻燃剂有含卤脂肪烃和芳香烃、有机磷化合物、卤化有机磷化合物等等。
（3）按阻燃元素分类
按照所含阻燃元素可以将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。其中含氮的阻燃剂主要用以分解其过程中产生的氨等不燃性气体，稀释和冲淡可燃性气体或覆盖在材料表面的作用而形成阻燃效果。研究结果证明，添加少量的含硅化合物能提高材料的阻燃性能，其机理被认为是在固相中促进燃烧成炭，并且可以在气相状态中捕获活性自由基，含硅阻燃组分通常认为是环境友好型的添加剂。按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种[2]。
1.1.2 阻燃剂制备方法
含硅膦酸酯是发展比较早的一类阻燃剂，它的结构中具有A-Z-Si，A主要是烷基膦酸酯基，Z是至少由两个碳原子构成的饱和亚烷基。东华大学恒逸研究院崔艳霞，彭治汉等人合成了出了含硅膦酸酯阻燃剂SP。
阻燃剂SP在常温下是一种无色或者淡黄色、粘稠状的液体，易溶于水。利用普通的浸轧焙烘工艺使整理后的棉织物阻燃性能优良。阻燃剂SP能通过高温焙烘后与织物纤文上的羟基脱水键合而固定在纤文上，所以是一种耐久性织物阻燃剂。用含硅膦酸酯阻燃剂SP与Pyrovatcx CP进行复配实验整理棉织物后，获得了比单独使用Pyrovatex CP时更好的阻燃效果[3]。
北京理工大学国家阻燃材料实验室合成出了一系列小分子磷/硅阻燃剂，使用这些阻燃剂对锦纶进行阻燃整理，当阻燃剂的用量为6-12%时极限氧指数可达26-32。
中国科学院广州化学研究所的刘伟区，侯孟华用甲基含氢硅氧，烯丙基缩水甘油醚，基端含有反应性的双键有机硅烷偶联剂为主要原料聚合得到了一种含磷和含环氧基的有机硅阻燃剂，可以用于高性能阻燃耐高温材料。
张利利等通过原位溶胶-凝胶法制备了磷/硅协同阻燃环氧树脂，测试了其阻燃性能和热稳定性能，然后通过傅立叶红外光谱表征了协同体系中的官能团。当复配体系中的磷、硅元素达到一定配比时，环氧树脂的LOI从19.8%提高到26.5%，达到UL94V-0级，证明硅和磷两种元素在环氧树脂中具有优良的协同阻燃效应[4]。
1.1.3 阻燃剂的优缺点
（1）卤系阻燃剂
卤系阻燃剂是有机阻燃系剂其中的一个重要的系列，而且是使用最早的一类阻燃剂。因为其价格低廉、添加少量以及与合成材料的相容性和稳定性很好，能够保持阻燃剂制品原有的物理化学性能，仍然是目前产量和使用量最大的有机阻燃剂。但是卤系阻燃剂也是目前倍受争议的一类阻燃剂，主要是因为：一是卤系阻燃剂的发烟量很大，并且产生出的卤化氢气体具有强腐蚀性，潜藏着二次危害。二是Dioxin问题，多溴二苯醚是阻燃剂中最重要和效果最好的品种之一，但是多溴二苯并呋喃具有强致癌的作用，虽然关于这一问题的风险评估仍然悬而未定，许多国家也并没有采取措施加以限制，但是欧盟议会已经通过议案，禁止使用三种溴系阻燃剂。基于上述两点，由于环保问题，卤系阻燃剂的使用受到了不同程度的限制。阻燃剂的无卤化正成为阻燃剂开发应用的主要趋势，但由于其阻燃效率高，价格合理，在未来几年中其产量和使用量仍然将继续增加，而且国内外一直还在努力研制和开发新型卤系阻燃剂，新的品种还将会不断涌现。
（2）有机磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂是有机阻燃剂中最重要的和最复杂的一种，研究的内容也最为充分。早就在上个世纪初，人们开始了对含有机磷系阻燃剂的研究，其品种繁多。由于磷酸酯类有机磷系阻燃剂和高聚物的相容性好，在有机磷阻燃剂中应用也最为广泛。有机磷阻燃剂不仅具有良好的阻燃效果外，还有增塑剂、润滑剂的功效，所以主要用在塑料行业，但是有机磷阻燃剂大多为液体，具有挥发性大、发烟量较大、毒性较大、热稳定性较差等缺点。因此有机磷系阻燃剂的发展趋势是：① 开发大分子量的混合和齐聚有机磷阻燃剂，用以降低其挥发性、提高热稳定性；② 使有机磷阻燃剂多功能化，如同时用作增塑剂或者交联剂，以及降低其毒性；③ 开发具有多官能团的阻燃剂，如集卤素、磷、氮三种元素中得的两种或者三种于一体的阻燃剂，由于分子中的协同效应，提高了其阻燃性能[5]。