En la actualidad, el enfoque de la investigación y el desarrollo en China se encuentra en los retardantes de llama inorgánicas, la microencapsulación del fósforo rojo y los retardantes de la llama de expansión.
Los materiales compuestos basados en resina y caucho contienen una gran cantidad de compuestos orgánicos y tienen un cierto grado de inflamabilidad. Los retardantes de la llama son un tipo de aditivo que puede evitar que los materiales de polímeros encienden o supriman la propagación de la llama. Los retardantes de llama más utilizados e importantes son los compuestos de fósforo, bromo, cloro, antimonio y aluminio. Los retardantes de la llama se pueden dividir en dos categorías en función de su uso: aditivo y reactivo. Los retardantes de la llama aditiva incluyen principalmente ésteres de fosfato, hidrocarburos halogenados y óxido de antimonio, que se agregan a materiales compuestos durante el procesamiento. Son convenientes de usar y tienen una gran adaptabilidad, pero tienen un impacto en el rendimiento de los materiales compuestos. Los retardantes de la llama reactiva se agregan como materias primas de monómero a los sistemas de polímeros durante el proceso de preparación, lo que les permite agravarse químicamente en cadenas moleculares de polímero. Por lo tanto, tienen poco impacto en las propiedades de los materiales compuestos y tienen retraso de llama de larga data. Los retardantes de la llama reactiva incluyen principalmente fósforo que contiene polioles y anhídridos halogenados.
Los retardantes de llama utilizados para materiales compuestos deben tener las siguientes propiedades:
① Eficiencia de retardante de alta llama, que puede dotar materiales compuestos con buenas propiedades de retardantes auto extingues o de llama;
② Tiene una buena compatibilidad con materiales compuestos y es fácil de dispersar;
③ Tener una temperatura de descomposición adecuada, es decir, no se descompone a la temperatura de procesamiento de los materiales compuestos, pero puede descomponerse rápidamente cuando los materiales compuestos se calientan para ejercer efectos de retardantes de llama;
④ No tóxico o bajo, inodoro, no contaminante, y no produce gases tóxicos durante el proceso de retardante de la llama;
⑤ Cuando se usa en combinación con materiales compuestos, no reduce las propiedades mecánicas, las propiedades eléctricas, la resistencia a la intemperie y la temperatura de deformación térmica de los materiales compuestos;
⑥ Buena durabilidad, capaz de conservarse en productos compuestos durante mucho tiempo, ejerciendo su efecto de retardante de llama;
⑦ ampliamente de origen y de bajo precio.
(1) Los retardantes de llama a base de bromo incluyen compuestos bromados de grupos alifáticos alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos y aromáticos. Estos retardantes de llama tienen una alta eficiencia de retardante de llama, con un efecto de retardante de llama el doble que el de los retardantes de la llama de cloro. Se usan en cantidades relativamente pequeñas y casi no tienen ningún efecto sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos. Pueden reducir significativamente el contenido de haluros de hidrógeno en el gas. Además, estos retardantes de la llama tienen una buena compatibilidad con la resina matricial, e incluso en condiciones duras, no hay fenómeno de pulverización.
(2) Los retardantes de llama a base de cloro todavía son retardantes de llama ampliamente utilizados debido a su bajo costo. La parafina clorada con el mayor contenido de cloro es un importante retardante de la llama en la industria. Debido a su pobre estabilidad térmica, solo es adecuado para materiales compuestos con temperaturas de procesamiento de menos de 200 grados. Los hidrocarburos cíclicos clorados y el anhídrido tetracloroftálico tienen una alta estabilidad térmica y se usan comúnmente como retardantes de llama para resinas insaturadas.
(3) Los retardantes de llama a base de fósforo y los fósfuros orgánicos son retardantes de la llama aditiva. El ácido fosfórico generado durante la combustión de estos retardantes de la llama puede formar oligómeros estables, que cubren la superficie de los materiales compuestos para aislar oxígeno y combustibles, y desempeñar un papel de retardante de llama. Su efecto retardante de la llama es mejor que el de los bromuros. Para lograr el mismo efecto retardante de la llama, la cantidad de bromuro utilizado es 4-7 veces la de los fosfuros. Este tipo de retardante de llama incluye principalmente ésteres fosfatos, ésteres fosfatos halogenados y sales de fósforo halogenadas, que se usan ampliamente en resinas epoxi, resinas fenólicas, poliésteres, policarbonatos, poliuretanos, cloruro de polivinilo, polietileno, polipropileno, ABS, etc., etc., etc.
(4) Los retardantes de la llama inorgánica son un tipo de retardante de llama clasificados de acuerdo con sus hábitos de estructura química, que incluyen óxido de antimonio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio y borato de zinc.
