含氯类阻燃剂在热塑性塑料中仍然得到普遍应用。其原因主要是价格比较便宜,常用的含氯化合物有:氯化石蜡、氯化聚乙烯、全氯戊环癸烷、四氯双酚A、氯化苯乙烯等。此外,聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚醚等含氯塑料,自身也有阻燃性。含氯阻燃剂的缺点是,燃烧时释放出氯化氢气体会危害人体健康。
1.氯化石蜡
含氯量较高的氯化石蜡是工业上最重要的含氯阻燃剂,其含氯量有50%、52%、60%及70%等规格,其中含氯量在50%左右的氯化石蜡还可用作聚氯乙烯的辅助阻燃剂,含氯量70%的氯化石
蜡主要用作阻燃剂。含氯量为70%的氯化石蜡C20H24Cl18~C24H29Cl21(主要成分)是一种白色粉末,熔程为95~120℃,含氯量为70%,相对密度为1.60~1.70。化学稳定性好,在常温下不与水、氧化剂、稀碱溶液起反应。无味、无毒,可溶于丙酮、甲乙酮、苯,甲苯、二甲苯、四氯化碳、二氯乙烷、过氯乙烯,但不溶于甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇这类低级醇。含氯量70%的氯化石蜡在橡胶中应用广泛。它一般和三氧化二锑并用。氯化石蜡主要缺点是热稳定性较差,仅适用于200℃以下加工成型的产品,它在塑料加工中会发生分解,如用于注射成型产品,一方面使制品着色,同时HCl气体会腐蚀模具。
2.氯化聚乙烯
氯化聚乙烯中一类含氯量为35%~40%,另一类为68%。它无毒,既可用作聚氯乙烯塑料加工改性剂,提高抗冲击韧性,又可用作聚烯烃塑料、ABS树脂的阻燃剂,由于它本身是高分子材料,和树脂相容性好,不易被抽出,不影响被阻燃材料的性能。
3.全氯戊环癸烷
全氯戊环癸烷,系由六氯环戊二烯和马来酸酐在无水三氯化铝的存在下,于溶液中催化反应而成,纯品为白色或淡黄色晶体,熔点为483~487℃,500℃以上分解,其含氯量高达78.3%。所以热稳定性好,化学稳定性也好,其细度为5~6um,极易分散,与氧化锑并用,可应用于多种塑料的阻燃,但不影响塑料制品的电性能。
4.四氯邻苯二甲酸酐
含氯量49.6%,熔点255℃,沸点371℃,可溶于苯、丙酮及氯苯,微溶于水,生成四氯二甲酸。其钾、钠盐易溶于水。
5.氯桥酸酐(HET酸酐)
白色结晶固体,25℃时挥发度非常低,熔点为240~241℃。含氯量为57.4%,可溶于苯、己烷、丙酮、四氯化碳。
6.四氯双酚A
可用于生产阻燃聚碳酸酯。氯化苯乙烯,可作为阻燃的苯乙烯参与共聚生产ABS。
氯系阻燃剂以含氯量较高的氯化石蜡为主。我国目前阻燃剂产品中氯系占83%,其中主要是氯蜡-52和氯蜡-40,而性能优异的氯蜡-70仅占氯系阻燃剂产能的10%左右。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度,高热稳定性、高含氯量方向发展,其代表产品便是氯化石蜡-70,而我国氯化石蜡-70生产规模偏小,布局分散,多采用污染严重的四氯化碳溶剂法工艺合成,产品质量达不到合成材料应用的要求。建议我国应淘汰规模小、水平低、竞争能力差的低含氯量的氯化石蜡装置,加快氯蜡-70的发展,采用不破坏环境的水相法工艺生产氯蜡-70,国内应重点解决和突破水相法技术中工程化的问题。含氯量为30%~40%的氯化聚乙烯常作为阻燃剂应用于塑料工业,但因其热稳定性差,要加大复配稳定剂的研究开发力度。