三、專用阻燃涂料的組成
在進行專用阻燃涂料配方設計時，需將基料、阻燃劑、阻燃助劑和顏填料等組分進行科學的匹配，充分利用阻燃劑的協同效應，以保證專用阻燃涂料既達到阻燃防火目的，又實現低污染化。
1.選擇阻燃涂料組分的原則阻燃涂料形成的涂膜應具有高氧指數、低毒性、低煙量和低發熱量。四者之間存在一定的內在關聯，這是專用阻燃涂料使用效果的標志。在選擇阻燃涂料的基料、阻燃劑、助劑（阻燃和非阻燃性）、顏填料和溶劑等組分時，應掌握以下原則。
一是阻燃涂料中基料固化膜的熱分解溫度應略高于阻燃劑的熱分解溫度，若阻燃劑熱分解溫度太低，會破壞固化涂膜的結構。
二是根據阻燃涂料應用需要，確定組分的品種和用量，如高絕緣性阻燃涂料應選用純度高的組分，避免采用吸潮性強和介電常數高的材料，保證涂料的使用效能。
三是阻燃涂料中各組分間的相容性好，確保涂膜的均一性、改善物理機械性。
四是阻燃涂料中各組分應無毒害性和低污染性，尤其是在燃燒過程中不應產生有危害性和污染性的低分子氣體等。
五是阻燃劑的粒徑不能太大，粒徑越小阻燃效果越好，用偶聯劑等特殊助劑對粉體組分進行表面處理，可明顯提高應用性能。
2.專用阻燃涂料的組成
（1）基料 用由碳、氫、氧元素組成的高分子化合物作阻燃涂料的基料稱為普通型基料，有的普通型基料也有阻燃性。當分子結構中苯核含量高、氫原子與碳原子之比小、氧原子與碳原子之比小時，該種基料的氧指數較高，其阻燃效果較好。
在普通型基料分子中引入鹵素、磷和硼等阻燃元素后，可制得阻燃性基料。例如，溴化環氧樹脂、烴基磷酸環氧樹脂、磷酸三環氧丙氧甲基酯和三聚磷腈六環氧樹脂等。
澳化環氧樹脂與普通環氧樹脂按比例可配成阻燃性基料，當溴化環氧樹脂的溴含量為A%（A=5～21）時，其極限氧指數（LOI）與A成線型關系：
LOI=19.98+0.415×A若溴化環氧樹脂的溴含量為20%，則LOI=28.28%。
含磷（或氮）的環氧樹脂替代溴化環氧樹脂或在配方中添加磷（氮）等阻燃劑，都會明顯減少污染和危害。如三聚磷酸酯環氧樹脂的維卡耐熱190～230℃、耐火1000～1100℃、離火20s自熄、熱失重20%，可作為阻燃性基料。含磷等阻燃元素的樹脂是有前途的阻燃涂料的基料。
采用普通環氧樹脂加入阻燃劑等組分，同樣會制得阻燃涂料。例如，取雙酚A型環氧樹脂：赤磷（P）=100:（8～9）（質量）時、形成涂膜的LOI為30.2%；取環氧樹脂：ATH=10：12（質量）得到固化物的氧指數由原來的19.8%提升到27.5%。
（1）阻燃劑及阻燃助劑
①阻燃劑 阻燃劑是阻燃涂料的關鍵組分，在設計配方時，應掌握阻燃劑品種、結構及適應性等指標、同時對阻燃劑與各組分間相容性進行選擇試驗、對涂膜的阻燃性進行比較試驗。
將阻燃涂膜（材料）置于酒精燈氧化焰上燃燒時，涂膜阻燃性可按下式計算。
 式中 t2———被測試涂膜離開火焰后，涂膜上的火焰自熄時間，s；
t1———被測試涂膜在火焰中的燃燒時間（每種樣品在火焰上燃燒時間相同、樣品質量相等），s。
由上式計算的阻燃性數值越小，涂膜的阻燃效果越高。其阻燃性數值見表7-2。
 ②固化劑的阻燃性四氯苯酐、四溴苯酐、二氯代甲基四氫苯酐、氯橋酸酐、80酸酐、氨基磷酸、磷酸酰胺、芳香胺、脂肪胺和胺封閉物等是環氧阻燃涂料和聚氨酯阻燃涂料的阻燃性固化劑。
雙酚A型環氧樹脂與非阻燃性酸酐的固化物LOI為19.5%，而改用二乙烯三胺作固化劑后，固化物的LOI為23%。因為胺的固化物在受熱燃燒時產生NH3、NO2、NO等難燃含氮化合物，會降低可燃性氣體的濃度，具有物理阻燃作用。同時NH3會發生如下化學反應：
 另外，NO2、NO能捕捉H和HO等燃燒反應的自由基，抑制燃燒反應進行。
由于芳香胺的苯核有利于固化物炭化成焦，其焦層難于分解，有隔熱隔氧功能，因而芳香胺的阻燃性大于脂肪胺。
取液態環氧樹脂：三氧化二銻：DMP-30：80酸酐：硅微粉=100：10：0.5：78：適量（質量）制成阻燃材料，在100～110℃固化后，有好的阻燃性、物理機械性和電絕緣性。采用普通型固化劑也會制得阻燃涂料。
③阻燃活性稀釋劑 JX-40活性稀釋劑、二溴苯基縮水甘油醚（BGE-48）、JZRX活性稀釋劑、四溴雙酚A烯丙基醚和雙{2，3-二溴丙基}反丁烯二酸酯等阻燃性活性稀釋劑是設計高固體分阻燃涂料的組成之一。如溴化環氧樹脂：E*51環氧樹脂：JZRX活性稀釋劑：鄰苯二甲酸二丁酯：三氧化二銻：三乙烯四胺=100：100：20：30：8：19（質量），可制得阻燃效果較好的高固體分阻燃涂料。
④偶聯劑含硅、鈦、磷等元素的偶聯劑及硼酸酯類助劑，不僅為阻燃涂料提供了優良的附著力和耐熱性，而且明顯地提高其阻燃性。
在選擇偶聯劑品種時，應注意使用方法和偶聯效果。一是應掌握適應性，根據阻燃涂料的應用領域確定偶聯劑的品種和用量；二是注意相容性，根據阻燃涂料的組成，加人相容性好的偶聯劑，保證偶聯劑的分散性，改善貯存穩定性；三是確保實效性，應在阻燃涂料涂裝前保持偶聯劑的活性，滿足施工性和應用效果。
實踐證明，在專用阻燃涂料和難燃性涂料中，偶聯劑起到不可替代的特殊功效。選用恰當的偶聯劑是專用阻燃涂料配方設計中的關鍵環節之一，科學準確地利用偶聯劑會使阻燃涂料呈現獨特的性能。
3.顏填料 大部分無機顏填料具有難燃性和不燃性，少部分具有阻燃自熄性。在阻燃涂料中加入適量的顏填料配制成需要的顏色并使之達到應用性能。在選擇顏填料時，應注意它們對阻燃涂料施工性及涂膜使用性的影響。
阻燃涂料中含有鈦白、滑石粉和氧化鋅時，形成涂膜的吸水率較低，阻燃性也有所提高。幾種顏填料對涂膜吸水率和阻燃性的影響見表7-3。
 對專用阻燃涂料進行配方設計時，除選擇基料、阻燃劑、顏填料、固化劑及助劑外，還應合理的采用溶劑和其他輔助組分，注意確保涂料高性能、低污染的基本要求。
四、專用阻燃涂料的產品示例
1.電感器用阻燃涂料
（1）配方組成 電感器用阻燃涂料（或稱包封料）由主劑和固化劑雙組分包裝，其配方組成見表7-4和表7-5。
  表中浸涂型主劑是立式電感器用阻燃涂料的主劑，輥涂型主劑是臥式（固定）電感器用阻燃涂料的主劑。
（2）產品技術指標（見表7-6）。
 （3）產品特性、施工及應用
①產品特性電感器用阻燃涂料施工方便、適用期長、快速固化；涂膜有優異的絕緣性、阻燃性和“三防”性等特點。
②施工要點施工前將主劑充分攪均，按主劑：固化劑：100：25（質量）配合混勻；立式電感器采用浸涂施工，固定電感器在自動涂裝生產線上采用輥涂施工。
③應用范圍主要用于電感器的阻燃絕緣保護，也可用于電阻器、薄膜電容器及其他電子元器件等包封保護。
2.電阻器用阻燃涂料電阻器用阻燃涂料是阻燃自熄型環氧涂料，主要用于碳膜電阻器和金屬膜電阻器的絕緣阻燃保護。常用品種有H8403阻燃涂料和HF8502阻燃涂料。
（1）HF8502阻燃涂料配方組成（見表7-7、表7-8）
 （2）技術指標 HF8502阻燃涂料的技術指標見表7-9。
 （3）產品特性及施工要點 HF8502阻燃涂料及H8403阻燃涂料的特性和施工要點見表7-10。
 3.相關產品配方示例 低發煙性阻燃涂料配方見表7-11，阻燃性電容器外包封料配方見表7-12，電器元件用阻燃涂料固化劑配方見表7-13，電器元件用阻燃涂料主劑配方見表7-14，回掃變壓器（FBT）用阻燃絕緣灌封料配方見表7-15，電纜封端用室溫固化阻燃澆注料配方見表7-16，環氧敷銅層壓板阻燃涂料配方見表7-17及絕緣線圈用阻燃浸漬涂料配方見表7-18。
    專用阻燃涂料除滿足常規涂料的防護性和裝飾性外，其突出特征是阻燃防火性。今后應著力研制環保型專用阻燃涂料，推廣無（少）溶劑型及水性化品種，實現專用阻燃涂料高性能化、低污染化目標。
4.性能測試標準阻燃涂料常用性能測試標準見表7-19。
 |