1、阻燃材料與技術內容要點 總結人 :姜程程 （ 總結不完善的地方自己總結 ） 第一章 緒論1、基本概念阻燃技術 ：采用合適的化學物質（阻燃劑、改性劑）或合成技術（引入阻燃結構 單元）從本質上改善聚合物材料的熱物理和化學性質而使其成為火災惰性材料， 或者為材料本身提供外在隔熱隔氧保護層而使其免于發生燃燒的一系列科學方 法于手段。耐火極限 ：對任一建筑構件，按照時間 溫度標準曲線進行耐火試驗，從受火 作用時起，到構件失去穩定性或完整性或絕熱性時止，這段抵抗火的作用時間， 稱為耐火極限，通常用小時（h）來表示。阻燃材料： 阻燃材料是一種保護材料， 它是能夠阻止燃燒而自己并不容易燃燒的 材料，也簡稱為阻

2、燃劑， 在需防火墻體等各種材料表面上如果涂上阻燃劑， 它能 保證在起火的時候不被燒著，也不會使得燃燒范圍加劇、擴大。2、鋼結構不耐火的原因是什么？ 答案：，鋼的內部晶體組織對溫度非常敏感，溫度升高或者降低都會使鋼材性能 發生變化，鋼結構通常在450C650C時就會失去承載能力，發生很大的形變， 導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因變形過大而不能繼續使用。鋼材雖然是不燃材料， 但在火災高溫作用下， 其力學性能如屈服強度、 彈性模量等卻會隨溫度升高而降 低，在550T左右時，降低幅度更為明顯，一般在 15分鐘左右就會喪失承重能 力而垮塌。第二章 高聚物的熱降解及燃燒1、基本概念：高聚物 ：指由許多相同的、

3、簡單的結構單元通過共價鍵重復連接而成的高分子量 （通常可達 104 106）化合物。2、高聚物隨溫度變化有 3 種物理狀態。 答案：（1）玻璃態：由于溫度較低，分子鏈處于被凍結的狀態，大分子鏈不能從 一種物象轉變到另一種物象，所以較硬、較脆、形變小。（ 2）高彈態：隨著溫度升高，分子運動能量增加，在某一較窄的溫度范圍內高 聚物由玻璃態物質變為橡膠狀的高彈態物質， 這個溫度稱為玻璃化轉變溫度。 在 高彈態，高聚物主鏈雖不能移動，但通過主鏈的單鍵內旋轉可使鏈段構象不斷改 變，且可以使鏈段發生滑移。（3）黏流態：溫度再進一步升高，分子間也可相對滑動，即變成黏流態。3、高聚物裂解最后生成的產物有：可燃

4、性氣體、不燃性氣體或低燃值氣體、液體、固體、煙。4、半數致死量（LD50）:指的是實驗動物達到一半死亡時的有毒有害物質量。半數致死毒物的濃度（LC50：指的是實驗動物達到一半死亡時的濃度值。5、火災煙氣的主要危害有哪些？答案：煙的直接危害有兩種：一是降低可見度，而是可造成呼吸困難。煙妨礙消 防人員進入火災地點搶救，更使得火災現場的人員難于疏散和逃離火場。在很多 實例中，當溫度還沒有達到人體不能承受的水平時， 煙的濃度已經產生嚴重的危 害，給逃生人員造成恐懼，因此失去了逃生時間，同時演的刺激性和有毒性使得 人喪失知覺，不能逃離現場。6高分子聚合物燃燒過程是什么？答案：高聚物熱裂解產物的燃燒是按自

5、由基鏈式反應進行的1.鏈的引發2. 鏈的增長3.鏈的支化4鏈的終止圖P2為分于燃疑的機理示怠第三章高聚物阻燃機理及作用模式1、基本概念:氣相阻燃機理：指在氣相中抑制（屮斷或延緩）在反應中起增長作用自由基而發揮的阻燃作用凝聚相阻燃機理：是指在固相或液相中阻止高聚物的熱分解和釋放出可燃氣體而 發揮阻燃作用。中斷熱交換阻燃：將聚合物產生的熱量帶走而不反饋到聚合物上，使聚合物不再 不斷分解。協效阻燃機理：指由兩種（其中一種為阻燃劑，另外一種為協效劑）或兩種以上組分 組成的阻燃體系。極限氧指數（LOD：是指聚合物在氧和氮混合氣體中當剛能支撐其燃燒時氧的體 積分數濃度。是表征材料燃燒行為的指數。2、物質燃

6、燒需要三個條件是：必須有可燃物：必須與助燃性氣體接：溫度達到 可燃物的著火點。3、高聚物阻燃作用是什么？答案：（1）吸熱效應。通過分解吸熱或熱分解產生不燃性揮發物的汽化熱，使高 聚物材料的溫度上升發生困難。 捕捉自由基。捕捉燃燒反應的活性中間體 H0、H 0 H00 等，抑制 自由基連鎖反應。（3）覆蓋效應。在較咼溫度下生成穩定的覆蓋層，或分解生成泡沫狀物質，覆 蓋于高聚物材料的表面，隔絕熱、氧傳遞。（4）稀釋效應。受熱分解時能夠產生大量的不燃性氣體，將可燃性氣體和氧氣 稀釋而達到不可燃。（5）協同效應。單獨使用并無阻燃效果或阻燃效果不大，多種材料并用就可起 到增強阻燃的效果。（6）抑煙作用。

7、抑制可燃性氣體產生。4、氣相阻燃機理的化學作用和物理作用是什么？答案：氣相阻燃機理的化學作用：減少和終止燃燒鏈反應實現阻燃。氣相阻燃機理的物理作用：（1）密度大的蒸氣能較長時間停留在燃燒區， 可稀釋 可燃性氣體，且覆蓋在高聚物表面可隔熱、隔氧 （“毯子”效應）。（2）阻燃劑的 物理反應如為吸熱反應，可有效地降低高聚物的溫度和分解速度。（3）阻燃劑材 料受熱或燃燒時生成細微粒子，它們能促進自由基相互結合已終止鏈式燃燒反應。（4）生成的炭層可將高聚物封閉，阻止可燃性氣體從聚合物內逸出和進入火焰區。（5）阻燃劑發生脫水或炭化，釋放出的水蒸發時吸熱可降低燃燒溫度，同時 非燃水蒸可以對可燃氣體進行稀釋。

8、（6）在一些阻燃高聚物的系統中，系統能吸 收高聚物裂解生成的可燃氣體燃燒時所放出的能量，會引起燃燒中斷。4、鹵-銻阻燃機理是什么？答案：在高溫下三氧化二銻與鹵化氫反應生成三鹵化銻或鹵氧化銻，而鹵氧化銻又可在很高的范圍內繼續分解為三鹵化銻。生成的鹵（氯）氧化銻又可繼續分解為三鹵（氯）化銻。在更高溫度下，固態三氧化二銻可氣化。上述反應生成的三 鹵化銻（SbX3）可捕獲氣相中的活性自由基，改變氣相中的反應模式，抑制燃燒 反應進行。5、 磷系阻燃劑阻燃作用：抑制火焰；熔流耗熱；含磷酸形成的表面屏障； 酸催化成炭；炭層的隔熱、隔氧。&氧指數高表示材料不易燃燒，氧指數低表示材料容易燃燒。一般認為氧

9、指數<22屬于易燃材料，氧指數在22-27之間屬可燃材料，氧指數>27屬難燃材料。7、 塑料阻燃等級由 HB. V2 V-1向V-0逐級遞增。8、膨脹型阻燃劑的阻燃機理：膨脹型阻燃體系主要成分可分為酸源、碳源、氣源三個部分。9、AI（0H）3阻燃機理是什么？答案：Al（OH）3分子結構中實際不含水合水，它們受熱時釋出的水是由于鍵合于 金屬的羥基分解生成的，釋水起始溫度為200C,釋水量可達34%（分解為Al2O3）， 釋水時吸熱1170 kJ/kg。對MH,此三值分別為330C, 31% （分解為MgO）, 1370 kJ/kg。ATH能冷卻被阻燃的基質，使其溫度降至維持燃燒所必需

10、的溫度以下。這 類吸熱分解能產生水蒸氣或其它不燃氣體，它能稀釋氣相中的可燃物濃度，而熱分解生成的殘余物又可作為保護層，使下層基質免遭熱破壞。吸熱機理通過冷卻、稀釋和隔熱等三種物理作用來阻燃，其效率遠不如化學阻燃 高。10、阻燃等級有 GB 8624 -1997 （GB 8624-2006不燃 A（A1、A2）、難燃 B1（B C） 可燃 B2 （D、E）易燃 B3（F）第四章阻燃劑1、基本概念： 阻燃劑：阻燃劑是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰傳播的助 劑。2、阻燃劑分類：按阻燃劑與被阻燃劑的關系分為：添加型阻燃劑與反應型阻燃劑。按阻燃劑的元素種類分為：有機阻燃劑和無機阻燃劑。3

11、、阻燃劑的基本要求是什么？答案：阻燃效率高，獲得單位阻燃效能所需的用量少。即效能/價格比高。 本身低毒或基本無毒（對大鼠口服的LD50> 5000mg/kg）,燃燒時生成的有毒 和腐蝕性氣體量及煙量盡可能少，對環境友好。與被阻燃基材的相容性好，不易遷移和滲出。被阻燃材料可回收和循環使用。 具有足夠高的熱穩定性，在 被阻燃基材加工溫度下不分解，但分解溫度也不宜過高，以在250400 C間為宜；不致過多惡化被阻燃基材的加工性能和最后產品的物理-機械性能及電氣性能。性能優良的阻燃劑和合理的阻燃劑配方在于能在材料阻燃性和實用性間 求得和諧的統一。具有可接受的光穩定性。原料來源充足，制造工藝簡便，

12、 價格低廉。4、 無機阻燃劑中，氫氧化鋁（ATH是主要阻燃劑，氫氧化鋁（ATH是一種白色 粉末，無毒，無味，不溶于水和己醇，能溶于熱鹽酸和堿類。優點：燃燒時不產生有毒氣體，具有阻燃和抑煙的雙重功效。缺點：必須大量添加才能達到一定的阻燃級別，而大量添加導致材料黏度上升， 成型加工性、耐水性以及力學性能降低。改性：主要通過超細化、表面活性化并用復合化、增強纖維化，使粒子表面水 蒸氣分壓下降，可提高 ATH的耐熱性能，而且可使材料力學性能、阻燃效果明 顯增強。加入少量阻燃增效劑也可使 ATH填充材料的性能有明顯改善。改 善ATH的顆粒形態，制成纖維狀 ATH即可起到較好的阻燃效果，也可以改善聚 合物

13、材料的力學性能。4、微膠囊化紅磷：指在紅磷表面包覆一層或多層保護膜，此包覆層不但可以防 止RP顆粒與氧及水接觸而產生的磷化氫，而且可以避免紅磷由于沖擊加熱而 引起自燃。包裹RP在聚合物燃燒時，囊材破裂，發揮 RP的阻燃作用。第五章材料防火保護基本原理1、基本概念：防火涂料：施用于可燃性基材表面，用以改變材料表面燃燒特性，阻滯火災迅速 蔓延；或施用于建筑構件上，用以提高構件的耐火極限的特種涂料。2、防火涂料的防火原理（五點）是什么？答案：、防火涂料本身具有難燃性或不燃性，使被保護基材不直接與空氣接觸，延遲物 體著火和減少燃燒的速度。、防火涂料除本身具有難燃性或不燃性外，它還具有較低的導熱系數，可

14、以延 遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。、防火涂料受熱分解出不燃惰性氣體，沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣 體，使之不易燃燒或燃燒速度減慢。、含氮的防火涂料受熱分解出 NO、NH3等基團，與有機游離基化合，中斷連 鎖反應，降低溫度。、膨脹型防火涂料受熱膨脹發泡，形成碳質泡沫隔熱層封閉被保護的物體， 延 遲熱量與基材的傳遞，阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強度下降。3、防火涂料按防火形式來分為:非膨脹型防火涂料和膨脹型防火涂料。4、制備膨脹防火涂料時需要以下四種基本成分：成膜劑或粘接劑、酸源、發泡 齊I、碳源。5、防火涂料的防火隔熱原理（七種）是什么？答案：在防火涂料的配方中加入各種無機填料，

15、由于無機填料本身是不燃的，其熱導率低、可以延滯熱量向被保護的基材傳遞的速率； 在防火涂料，配方中添加吸熱后可分解的阻燃劑， 如氫氧化鋁等，由于這種添 加劑具有吸熱后分解的特點，能有效地使體系的溫度降低； 在防火涂料配方中加入在熱的作用下能釋放出活性氣體化合物的阻燃劑，如鹵化合物，這些活性化合物通常能對影響火焰形成或增長的自由基產生作用； 在防火徐料配方中選擇加入分解時能釋放出大量惰性氣體的添加劑， 大量惰性 氣體的存在可沖淡氧氣成分，產生氣體屏蔽作用，使氧氣難以助燃，有效提高阻 燃效果； 在配方中加人受熱后并不發生化學變化而只釋放出重質蒸氣的添加劑， 這種蒸 氣可覆蓋住體系分解出來的可燃氣體，

16、 影響它與空氣幾和氧氣的正常交換， 避免 產生火焰及延燃，進而起到阻燃作用，從而控制火勢迅速蔓延； 有的防火涂料中還加入了膨脹防火體系的阻燃劑， 它們遇火可膨漲并形成均勻 而致密的蜂窩狀或海綿狀的炭質泡沫層， 泡沫層隔絕了氧氣和熱量，延滯其傳向 被保護基材的速率，同時避免了火焰和高溫直接進攻被保護基材， 起到高效的防 火隔熱保護作用； 有的防火涂料中還加入了一些低熔點的不會燃燒的材料，如玻璃粉末等，它們會在火焰熱量燒烤下被融化，在著火的物體上流淌開來，形成一層隔熱的防火層， 能阻止火勢蔓延。6在我國建材市場上，防火板比較暢銷，用途也很廣，諸如灶臺用防火板、鋪 地用防火板、貼墻用防火板、家具用防

17、火板等。任何物質只要表面附著三聚氰胺， 都會具備一定的阻燃性能。第六章 材料的阻燃及防護技術1、添加阻燃劑的運用都依賴于一定的阻燃技術。2、鋼結構的防火原理是什么？答案：鋼結構防火保護的原理是采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構，降低熱量向基材迅速傳遞的速率，推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間。 防火原理： 涂層對鋼基材起屏蔽作用，隔離了火焰，使鋼構件不至于直接暴露在火焰或高 溫之中； 涂層吸熱后部分物質分解放出水蒸氣或其它不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速率、稀釋氧氣的作用； 涂層本身多孔輕質或受熱膨脹后形成炭化泡沫層，熱導率均在0.233W/(mK)以下，阻止了熱量迅速向基材傳遞，推遲了鋼基材受熱、溫升到極限溫度的時間， 從而提高了鋼結構的耐火極限。3、鋼結構防火涂料厚度來分類，有厚涂型 (850mm)、薄涂型(37mm)和超薄型 (3mm)。4、超薄型鋼結構防火涂料特點是什么？答案：超薄型鋼結構防火涂料指涂層使用厚度不超過 3mm的膨脹型防火涂料， 一般為溶劑性體系，具有優越的黏結強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好 等特點；5. 電纜防火涂料阻燃機理是什么？ 答案：電纜防火涂料一般由叔丙乳液水性材料添加各種防火阻燃劑、 增塑劑等組 成，涂料涂層受火時能生成均勻致密的海綿狀泡沫隔熱層， 能有效地抑制、 阻隔 火焰的傳播與蔓延，對電線、電纜起