无卤阻燃剂,包括所有不含卤素的阻燃剂或阻燃体系。无卤阻燃剂的主要作用机理是形成多孔炭层,有低烟、无毒的优点,一般无卤阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。那么,无卤阻燃剂使用性能差可能由多种原因导致,以下是一些常见的因素:

配方设计不合理
阻燃剂与基体树脂相容性不佳:无卤阻燃剂的化学结构和极性与基体树脂差异较大时,会导致两者之间的相容性不好。例如,一些无机无卤阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等,表面具有较强的极性,与非极性或弱极性的高分子树脂如聚烯烃等混合时,容易出现团聚现象,不能均匀分散在树脂基体中,从而影响阻燃效果和材料的力学性能等使用性能。
阻燃剂添加量不当:添加量过少,无法达到有效的阻燃浓度,阻燃效果自然不理想;而添加量过多,可能会引起一些负面效应,如材料的力学性能大幅下降、加工流动性变差等。例如,在某些塑料配方中,过量添加磷系无卤阻燃剂,虽然阻燃性能有所提高,但会使材料变得脆硬,韧性严重降低,影响其实际使用性能。
加工工艺问题
混合分散不均匀:在加工过程中,如果搅拌设备的转速、搅拌时间、搅拌温度等参数设置不合理,无法使无卤阻燃剂在基体材料中充分分散,就会形成局部阻燃剂浓度过高或过低的情况。例如,在制备阻燃橡胶制品时,若密炼机的转速过低或混炼时间过短,无卤阻燃剂颗粒不能均匀地包裹在橡胶分子链之间,会导致制品的阻燃性能和物理性能不稳定。
加工温度过高或过低:加工温度过高,可能会使无卤阻燃剂分解或挥发,降低其有效成分的含量,进而影响阻燃效果。例如,某些膨胀型无卤阻燃剂在过高的加工温度下,其膨胀阻燃体系中的成炭剂、发泡剂等成分可能会提前反应或分解,失去应有的阻燃功能。相反,加工温度过低,则可能使基体树脂与阻燃剂不能充分熔融混合,同样影响阻燃剂的分散和使用性能。
材料自身特性
基体树脂的影响:不同种类的基体树脂对无卤阻燃剂的性能发挥有重要影响。例如,一些具有高结晶度的树脂,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),由于其分子链排列紧密,无卤阻燃剂分子难以渗透和均匀分布,会影响阻燃效果;而对于一些本身易燃且热稳定性较差的树脂,如聚苯乙烯(PS),对无卤阻燃剂的阻燃性能要求更高,使用普通的无卤阻燃剂可能难以达到理想的阻燃效果。
杂质或其他添加剂的干扰:原材料中存在的杂质或其他添加剂可能与无卤阻燃剂发生相互作用,影响其阻燃性能。例如,某些金属离子杂质可能会催化无卤阻燃剂的分解反应,使其在正常使用温度下就提前分解,失去阻燃作用;或者其他添加剂如润滑剂、抗氧剂等与无卤阻燃剂之间存在化学不相容性,导致阻燃剂的性能下降。
环境因素
湿度影响:一些无卤阻燃剂具有较强的吸湿性,如某些磷氮系无卤阻燃剂,在高湿度环境下容易吸收空气中的水分,使阻燃剂的有效成分被稀释或发生化学反应,从而降低阻燃性能。例如,在潮湿的南方地区,未做好防潮措施的含无卤阻燃剂的材料,其阻燃效果可能会明显变差。
化学物质侵蚀:当无卤阻燃剂暴露在某些化学物质环境中时,可能会发生化学反应,导致其结构和性能发生改变。例如,在一些工业生产环境中,存在酸、碱等腐蚀性化学物质,无卤阻燃剂与这些物质接触后,可能会被腐蚀或分解,失去阻燃功能。