阻燃增效剂粉末：如何在无卤体系中提高LOI值
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阻燃增效剂粉末是一种特殊的添加剂，它与其他活性成分协同作用，使材料具有阻燃性。无卤体系有助于提高极限氧指数（LOI），即维持材料火焰燃烧所需的最低气体混合物浓度。LOI值越高，表明阻燃性能越好，这意味着材料需要在充满氧气的环境中才能点燃。阻燃增效剂粉末是一种特殊的添加剂，它与其他活性成分协同作用，使材料具有阻燃性。无卤体系有助于提高极限氧指数（LOI），即维持材料火焰燃烧所需的最低气体混合物浓度。LOI值越高，表明阻燃性能越好，这意味着材料需要在充满氧气的环境中才能点燃。
由于其环保性能，粉末广泛应用于塑料、电缆生产和涂料领域。因此，由于对烟气排放的法规日益严格，制造商正在放弃使用经典的卤素锑化合物。本文介绍了各种无卤增效剂及其在生产过程中高效使用的各种方法。
阻燃增效剂的作用及常见类型
增效剂是粉末状添加剂，通常通过提高炭化过程的稳定性、减少烟雾产生或增加吸热性来增强主要阻燃剂的性能。添加增效剂可以使配方人员减少使用笨重的矿物填料，但会提高整体的极限氧指数（LOI）。
关键增效剂机制
- 炭层稳定：增效剂会改变燃烧残渣的熔化过程，从而形成由灰烬组成的稳定物理屏障。
- 气相冷却：一些增效剂在高温下分解，产生惰性气体或水蒸气流，稀释火焰周围的可燃气体。
- 减烟：增效剂将材料释放出的有机颗粒固定在固化的炭层结构中。
常见协同剂类型
- 硼酸锌：一种多用途化合物，是一种粉末状物质，在 290°C 以上释放化学水，并在物质上形成类似玻璃的硼酸盐层。
- 锡酸锌和氢氧化锡酸锌 (ZHS)：这两种化合物均无毒，并提供卓越的烟雾和余辉控制能力，即在明火熄灭后抑制阴燃过程。
- 纳米材料：有机粘土或层状纳米硅酸盐，在与聚合物复合时可大大提高传质阻力。
通过在利用ATH或APP的体系中添加低浓度（约1-5%）的协同剂，可以将LOI从通常的25-28%提升到32-35%。这类物质在聚烯烃塑料（PE和PP）以及EVA和电子设备用环氧树脂中效果显著。
聚焦：高效无机复合材料（SF-600）
除了传统的化学品，更先进的复合协同剂，如SF-600 属于下一代添加剂开发的范畴。无卤无机粉末SF-600可以替代20%至50%的传统阻燃剂（如十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯等），而不会损害阻燃性能。其高分解温度（≥360°C）将保证制造过程中的稳定运行，使其成为PA、PBT、PET和聚烯烃等工程塑料的理想选择。
为什么选择复合增效剂？
首先，SF-600 的优势在于其多功能性。如前所述，它能提高 LOI（极限氧指数），起到阻烟作用，并促进炭层形成。SF-600 几乎不溶（≤0.5 g/100 ml）且吸湿性低，这使得它不太可能从生产材料中迁移或析出。这对制造商来说是个好消息，因为它意味着降低了材料成本，并符合 RoHS 和 REACH 环境法规。
增效剂如何在无卤应用中提高极限氧指数（LOI）
在无卤体系中，协同剂会改变主要阻燃剂在高温作用下的反应方式。对于 ATH 和氢氧化镁等矿物填料的组合，协同剂会降低烧结发生的温度，从而使填料更有效地释放水分，并随后对产生的金属氧化物颗粒进行釉化，形成隔绝热量和氧气的屏障。在与 APP 结合用于膨胀应用时，协同剂充当助熔剂，形成高度碳化的泡沫层。
实际性能指标
工业试验已经揭示了在这些混合物中进行复合的明确优势：
- EVA/ATH 混合物：仅在 EVA/ATH 混合物中添加 2% 的纳米粘土或硼酸锌，即可将 LOI 水平提高约 25%。这种少量添加有助于使混合物达到 UL-94 V-0 分类标准，这是防火性能的最高标准。
- APP 配方：在 APP/三聚氰胺氰尿酸盐的基础上添加 3% 至 5% 的硼酸锌，将形成一个厚实的屏障，显著降低 PHRR 并将烟雾密度降低到满足严苛的公共交通要求。
主要应用领域
上述配方组合非常适合用于同时需要韧性和防火能力的领域：
- 电缆和电线：用于土木工程和数据中心的 LSZH 材料护套。
- 建筑施工：复合材料保温板，具有足够的 LOI 等级以符合建筑法规。
- 电子产品封装：需要 V-0 等级且避免使用受限化学品的电器和电路板盖。
建议的实用配方：首先在实验室批次中加入 2%-4% 的协同剂，并观察 LOI 结果以及断裂伸长率的机械测试。目标是在您的配方（主要填料和协同剂）中总共加载 40%-60% 的阻燃剂。加工温度应低于挤出过程中协同剂的水蒸发点。
结论
阻燃协同剂粉末的使用提供了一种有效且便捷的方法来提高 LOI 等级，而无需更改您的基础化合物。只需选择合适的粉末类型、实施适当的表面改性并调整用量，您就能生产出在国际市场上具有竞争力的顶级无烟产品。
如果您在确定合适的阻燃协同剂粉末或任何其他通用配方指导方面需要专业帮助，请随时联系我们的技术人员 获取样品。
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