TPE材料阻燃等级越高越好吗？

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2025-07-30 14:28:00【大中小】

阻燃等级

橡塑材料阻燃等级由HB、V-2、V-1向V-0逐级递增，比V-0等级高的阻燃等级还有5V、5VB、5VA。

HB	UL94标准中要求对于3到13 毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭
V-2	对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在60秒内熄灭；允许有燃烧物掉下
V-1	对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在60秒内熄灭；不允许有燃烧物掉下
V-0	对样品进行两次10秒的燃烧测试后，余焰&余燃在30秒内熄灭；不允许有燃烧物掉下

阻燃等级越高越好吗？

一般来说，我们会希望阻燃级别达到最高，但实际情况并非如此。现有的阻燃测试方法存在局限性，得到的结论也是相对的。如在某些电器制品上，要求材料具有抗电弧点燃性，此时如果使用V-2级别的塑料会优于V-0等级的塑料。因为V-2级别的塑料不会在电作用下形成导电而结焦，从而降低了着火可能性，V-0等级塑料反而存在着火可能性。

目前，有机卤系阻燃剂仍然是主要的阻燃剂产品之一，主要是溴系阻燃剂和氯系阻燃剂，其中溴系阻燃剂有70多个品种。由于溴系阻燃剂具有阻燃效率高、用量少、对材料性能影响小、应用领域广泛、价格适中等优点，目前全球使用量较大的三种有机阻燃剂产品十溴二苯乙烷、四溴双酚A及六溴环二烷均属于溴系阻燃剂。

但是，卤系阻燃剂在环保及安全方面的问题日益显现。1986年，瑞士和德国科学家相继通过的试验证明多溴二苯醚（PBDPO）及以其阻燃的材料在热裂解和燃烧时会生成有毒致癌物质多溴代二苯并二噁英（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF），并且，溴系阻燃剂阻燃的高聚物在热裂及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体。目前，苹果、三星、惠普、戴尔等公司均承诺逐渐停用溴系阻燃剂，要求严格的甚至规定：Br＜900ppm；Cl＜900ppm；Br+Cl < 1500 ppm。

因此，又开发了许多无卤阻燃剂，其中用量最大的是无机氢氧化物阻燃剂。该产品价格便宜，来源丰富，燃烧过程，不会释放腐蚀性气体，同时还能抑制烟雾产生，符合绿色环保理念。但无机氢氧化物阻燃剂最大问题--添加量较高，一般要达到50%以上，若添加量较少，很难达到阻燃要求。但添加量较大，阻燃性能达到，但材料力学性能随之下降，加工性能也变差。导致无机氢氧化物阻燃剂在很多材料中使用受到限制。

有人曾系统研究单独使用氢氧化镁、氢氧化铝，对充油SBS与聚丙烯共混体系阻燃性能。结果，单独使用氢氧化镁和氢氧化铝，添加量达到体系总质量的75%和70%，才能达到UL94的V0级，材料的拉伸强度和断裂伸长率都大幅下降，而且，用这种方法，也不能做出低硬度高阻燃TPE材料。因此，在硬度80A以上的无卤阻燃TPE材料中用无机氢氧化物阻燃剂还是可以的，但在硬度低于70A，阻燃要求又较高TPE材料，就须考虑其它阻燃剂。

无机氢氧化物阻燃剂常见的是氢氧化镁和氢氧化铝。氢氧化镁热稳定性比氢氧化铝要高，氢氧化镁热分解稳定在300℃以上，氢氧化铝热分解温度在200℃，而且受杂质影响，实际分解温度更低。

因此，氢氧化镁更适合加工温度较高聚合物。氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂在低烟无卤电缆料中用量较大，同时使用，还具有协同效应。目前有部分厂家会通过超细化、表面改性或引入协效阻燃剂来提高阻燃效率，减少此类阻燃剂的添加量。

无卤阻燃剂还有一种--无机磷类阻燃剂，包括红磷、聚磷酸铵等。

红磷本身是可燃的，其阻燃机理是：一方面红磷与塑胶材料一起燃烧过程中经过一系列变化形成聚偏磷酸，是一层又粘又薄膜包裹在聚合物表面，降低氧气与塑胶接触；另一方面，红磷形成磷酸，偏磷酸，聚偏磷酸作为脱水剂促使聚合物脱水成炭，增加阻燃作用。

但由于红磷有颜色，只限于在一些红色或者深色产品当中添加。后来又开发出对红磷进行包覆，形成微胶囊化红磷（MRP），不但提高红磷安全性稳定性，而且分散性和阻燃性提高，特别是有些包覆材料可以将红磷颜色进行遮盖，现在一些浅色产品也可以用微胶囊化红磷作为阻燃剂。

聚磷酸铵（APP），也是一种常见阻燃剂，外观白色粉末，聚合度在10-20之间为水溶性的，聚合度大于20难溶于水。产品价格便宜，毒性低，分解温度大于256℃。阻燃机理：高温APP会迅速分解成氨气和聚磷酸，氨气可以稀释氧气浓度，起到阻止燃烧的作用，同样聚磷酸是强脱水剂，可使聚合物脱水炭化形成炭层，隔绝聚合物与氧气的接触，起到阻止燃烧作用。

当然，无卤阻燃剂还有很多种类，比如有机氮系阻燃剂、有机磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂等。

阻燃基本原理概述

吸热作用

任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。

在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。

覆盖作用

在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

如前面提到的磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

不燃气体窒息作用

阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

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