卤系阻燃剂防火机理解释

从工业上讲,生产有机溴化合物作为阻燃剂,结果证明是一种非常有效的化学方法,可以经济高效地生产大量有机溴化合物。这又是因为溴和碳化学的独特方面使这些化合物易于全溴化,因此一个小的有机分子可以将有效溴的高有效剂量输送到火中。

使用有机溴化合物的原因可以简单地解释为C-Br键正好可以防火。该键对于环境暴露足够稳定,但又足够不稳定,热可以很容易地破坏键,在火灾条件下释放溴以抑制燃烧自由基反应。

应当指出,并非所有的有机溴化合物都能制成具有成本效益的阻燃剂。必须定制阻燃剂以与聚合物相容,必须具有合适的成本,并且必须在合适的火灾条件下释放溴——在聚合物开始分解之前不要太快,但在聚合物开始后不要太晚完全分解。

此外,一旦溴被火消耗,任何剩余的聚合物如果暴露在额外的热量下都会燃烧,因此卤化阻燃剂在非常高的热通量条件下并不总是表现良好,除非聚合物中存在大量卤素。因此,这可能意味着更高的烟雾和腐蚀性气体释放,在非常严格的火灾风险情景下并不总是具有出色的防火性能。

一个例外是环氧树脂,其中所有的四溴双酚 A 都转化为环氧化物,环氧化物共聚到环氧树脂基体中,因此这种材料是广泛使用的卤素反应型阻燃剂的一个例子。尽管如此,这种材料仍然存在问题,尤其是在使用非铅基焊接化合物时。具体来说,无铅材料具有较高的熔化温度,因此无铅焊料会导致四溴双酚 A 在应用焊料时直接在电路板上开始分解。