无卤阻燃剂中磷,氮,硅等可以发挥协同作用,而磷和炭还能发挥涂层作用效果,这个阻燃细节很少有人能提到,如果具体到聚磷酸铵APP,三聚氰胺聚磷酸盐MPP,次磷酸铝AHP阻燃剂等是如何与塑料中的炭源和三嗪成炭剂中的碳源发生涂层阻燃效果的,还需要进一步深入的研究。
对一些含成炭聚合物(如聚苯醚PPO),它们的表面结构,发现聚苯醚通过吸热重排为亚甲基交联的多酚,后者再被磷酸酯加速脱水和吸热脱氢成炭。酚类重排产物的磷酸化可能是成炭的**步。磷也可抑制熏燃,即炭的阴燃,其作用机理可能是炭层表面覆盖有多磷酸(即物理保护作用)和碳上可氧化活性中心的钝化。在材料中加入低至0.1%的磷,也可抑制石墨碳被游离氧所氧化。含磷酸中亲水性的基团和含磷氧键P=O的结构单元可与材料表面的有氧化倾向的反应点键合。例如磷氧键P=O基可与石墨碳上对氧化敏感的反应点成键。
无卤阻燃剂,特别是磷氮系的阻燃剂中,磷阻燃剂可降低炭层的渗透性,从而改善其屏障作用。之所以会有这样的效果,可能是因为磷炭结合发生表面涂层导致,也可能是复配后的阻燃剂发生化学键变化,炭层结构改变所引起,另外,从聚磷酸铵,次磷酸铝阻燃聚烯烃的过程中,复合阻燃剂反应后能大幅度隔绝分解可燃气体的蒸发。从以上几个方面我们可以看出无卤阻燃剂中磷,炭的的涂层作用效果还是比较明显的。