用在PC上的阻燃剂，一文综述！

聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC），指分子链中含有碳酸酯基的聚合物聚合物 德国科学家8年Alfred Einhorn第一次合成。这位科学家在实验室学习了几十年，从未找到合适的商业应用领域，所以聚碳酸酯养在闺房里。

双酚A型聚碳酸酯是拜耳1959年首次商业化生产的较早的聚碳酸酯。

由于聚碳酸酯具有优异的热性能、机械性能和良好的透光性，广泛应用于电子电器、板材、薄膜、汽车、包装容器、光盘等领域。其中，电子电器使用较多，占45%。此外，板/板/膜占18%，汽车占16%，三者占80%左右。

聚碳酸酯(PC）作为五大工程塑料之一，广泛应用于电子电器、照明、建筑材料、汽车零部件、食品包装、医疗器械等领域，具有高强度、高透明度、高抗冲击性、耐热性等优点。预计中国将于2022年对抗PC需求量将达到240万吨左右。

PC玻璃化温度为140-150℃，热变形温度为135℃，使用范围从-60℃到120℃，具有良好的热稳定性和尺寸稳定性。PC虽然阻燃性能比较PE和PP极限氧指数好(LOI)可达21%-24%，材料本身可达V-2级阻燃，但仍不能满足特殊领域阻燃性能的更高要求，需要通过添加阻燃剂来提高。主要包括卤阻燃剂、硅阻燃剂、硼阻燃剂、磺酸盐阻燃剂、磷阻燃剂等氢氧化镁、氢氧化铝、碳纳米管等阻燃剂。

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卤系阻燃剂

卤素阻燃剂主要是指含有Br或者Cl溴系阻燃剂是较早工业化生产的元素阻燃剂。加入卤系阻燃剂PC中，使PC材料增塑，流动性好，燃烧熔化时可带走部分热量；同时，PC燃烧时会产生少量卤化氢气体，阻止氧气进入；PC裂解会产生H·和ＨＯ·，它们与卤化氢气体结合，阻断了自由基和氧气的进一步反应。

卤素阻燃剂具有良好的阻燃效果，但烟雾有毒。随着环保要求的提高，卤素阻燃剂的用量逐年下降。

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硅系阻燃剂

硅阻燃剂可根据结构差异分为硅和硅。硅阻燃剂具有较高的环保性，具有阻燃和抑烟作用，对机械性能影响较小。阻燃机制如下：

(1)硅氧烷在高温下迁移PC在防止可燃气体与氧气接触材，防止可燃气体与氧气接触，抑制燃烧蔓延。

(2)硅氧烷能加速PC硅氧烷支链可用于成碳形成过程中，防止拉链解聚PC防滴产品。

硅阻燃剂必须复合，以实现协同阻燃。燃烧后，将形成保护层，可用于防止滴落。

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硼系阻燃剂

硼阻燃剂具有耐热性好、毒性低、抑烟的特点。常用的无机硼阻燃剂包括硼砂、硼酸、硼酸锌、硼酸钙、硼酸铵、硼酸铵、硼酸钠、硼酸铵和硼酸锌；有机硼阻燃剂主要包括硼酸3（2、3-2溴）丙酯、聚硼硅氧烷等。

硼阻燃剂通过以下四个方面实现阻燃效果：

(1)燃烧时阻燃剂熔化，吸收部分热量；

(2)聚合物表面覆盖阻燃剂，隔离可燃接触氧气；

(3)阻燃剂在高温下释放结合水，蒸发水分使材料冷却；

(4)可燃物的热分解途径发生变化，可燃气体的产生减少。如果与含氮和卤素阻燃剂混合，产生的难燃气体NH3、HX氧气浓度可稀释。

硼阻燃剂通常与其它阻燃剂相互配合，以冷却和隔离氧气。

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磺酸盐阻燃剂

磺酸盐阻燃剂在燃烧条件下分解产生少量烷基盐PC重排异构反应，产生大量CO2 和H2 O等不燃物，降低可燃气体浓度；也可作为PC酯交换反应催化剂，交联反应和碳，提高阻燃效果。由于添加量少，成品可以基本保持在提高阻燃性能的同时PC基材的力学强度等性能。

磺酸盐是一种自熄性好、对透明度影响小的阻燃剂，但有滴落点燃，需要与其他防滴落或成炭性好的阻燃剂复合使用。

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磷系阻燃剂

磷阻燃剂是一种以磷为阻燃元素的无卤环保阻燃剂，可分为无机磷阻燃剂和有机磷阻燃剂。有机磷阻燃剂主要包括磷腈、芳基磷和氧化磷、磷酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐和磷氮复合物，无机磷阻燃剂主要包括红磷、聚磷酸铵、次磷酸盐等。大多数磷系阻燃剂只在凝聚相中起阻燃作用，而一些磷系阻燃剂在气相和固相中起阻燃作用。

磷阻燃剂环保，成碳性好，自熄性好，但会导致PC玻璃化转化温度降低20-40℃，不耐水解，相容性差。