三、专用阻燃涂料的组成
在进行专用阻燃涂料配方设计时，需将基料、阻燃剂、阻燃助剂和颜填料等组分进行科学的匹配，充分利用阻燃剂的协同效应，以保证专用阻燃涂料既达到阻燃防火目的，又实现低污染化。
1.选择阻燃涂料组分的原则阻燃涂料形成的涂膜应具有高氧指数、低毒性、低烟量和低发热量。四者之间存在一定的内在关联，这是专用阻燃涂料使用效果的标志。在选择阻燃涂料的基料、阻燃剂、助剂（阻燃和非阻燃性）、颜填料和溶剂等组分时，应掌握以下原则。
一是阻燃涂料中基料固化膜的热分解温度应略高于阻燃剂的热分解温度，若阻燃剂热分解温度太低，会破坏固化涂膜的结构。
二是根据阻燃涂料应用需要，确定组分的品种和用量，如高绝缘性阻燃涂料应选用纯度高的组分，避免采用吸潮性强和介电常数高的材料，保证涂料的使用效能。
三是阻燃涂料中各组分间的相容性好，确保涂膜的均一性、改善物理机械性。
四是阻燃涂料中各组分应无毒害性和低污染性，尤其是在燃烧过程中不应产生有危害性和污染性的低分子气体等。
五是阻燃剂的粒径不能太大，粒径越小阻燃效果越好，用偶联剂等特殊助剂对粉体组分进行表面处理，可明显提高应用性能。
2.专用阻燃涂料的组成
（1）基料 用由碳、氢、氧元素组成的高分子化合物作阻燃涂料的基料称为普通型基料，有的普通型基料也有阻燃性。当分子结构中苯核含量高、氢原子与碳原子之比小、氧原子与碳原子之比小时，该种基料的氧指数较高，其阻燃效果较好。
在普通型基料分子中引入卤素、磷和硼等阻燃元素后，可制得阻燃性基料。例如，溴化环氧树脂、烃基磷酸环氧树脂、磷酸三环氧丙氧甲基酯和三聚磷腈六环氧树脂等。
澳化环氧树脂与普通环氧树脂按比例可配成阻燃性基料，当溴化环氧树脂的溴含量为A%（A=5～21）时，其极限氧指数（LOI）与A成线型关系：
LOI=19.98+0.415×A若溴化环氧树脂的溴含量为20%，则LOI=28.28%。
含磷（或氮）的环氧树脂替代溴化环氧树脂或在配方中添加磷（氮）等阻燃剂，都会明显减少污染和危害。如三聚磷酸酯环氧树脂的维卡耐热190～230℃、耐火1000～1100℃、离火20s自熄、热失重20%，可作为阻燃性基料。含磷等阻燃元素的树脂是有前途的阻燃涂料的基料。
采用普通环氧树脂加入阻燃剂等组分，同样会制得阻燃涂料。例如，取双酚A型环氧树脂：赤磷（P）=100:（8～9）（质量）时、形成涂膜的LOI为30.2%；取环氧树脂：ATH=10：12（质量）得到固化物的氧指数由原来的19.8%提升到27.5%。
（1）阻燃剂及阻燃助剂
①阻燃剂 阻燃剂是阻燃涂料的关键组分，在设计配方时，应掌握阻燃剂品种、结构及适应性等指标、同时对阻燃剂与各组分间相容性进行选择试验、对涂膜的阻燃性进行比较试验。
将阻燃涂膜（材料）置于酒精灯氧化焰上燃烧时，涂膜阻燃性可按下式计算。
 式中 t2———被测试涂膜离开火焰后，涂膜上的火焰自熄时间，s；
t1———被测试涂膜在火焰中的燃烧时间（每种样品在火焰上燃烧时间相同、样品质量相等），s。
由上式计算的阻燃性数值越小，涂膜的阻燃效果越高。其阻燃性数值见表7-2。
 ②固化剂的阻燃性四氯苯酐、四溴苯酐、二氯代甲基四氢苯酐、氯桥酸酐、80酸酐、氨基磷酸、磷酸酰胺、芳香胺、脂肪胺和胺封闭物等是环氧阻燃涂料和聚氨酯阻燃涂料的阻燃性固化剂。
双酚A型环氧树脂与非阻燃性酸酐的固化物LOI为19.5%，而改用二乙烯三胺作固化剂后，固化物的LOI为23%。因为胺的固化物在受热燃烧时产生NH3、NO2、NO等难燃含氮化合物，会降低可燃性气体的浓度，具有物理阻燃作用。同时NH3会发生如下化学反应：
 另外，NO2、NO能捕捉H和HO等燃烧反应的自由基，抑制燃烧反应进行。
由于芳香胺的苯核有利于固化物炭化成焦，其焦层难于分解，有隔热隔氧功能，因而芳香胺的阻燃性大于脂肪胺。
取液态环氧树脂：三氧化二锑：DMP-30：80酸酐：硅微粉=100：10：0.5：78：适量（质量）制成阻燃材料，在100～110℃固化后，有好的阻燃性、物理机械性和电绝缘性。采用普通型固化剂也会制得阻燃涂料。
③阻燃活性稀释剂 JX-40活性稀释剂、二溴苯基缩水甘油醚（BGE-48）、JZRX活性稀释剂、四溴双酚A烯丙基醚和双{2，3-二溴丙基}反丁烯二酸酯等阻燃性活性稀释剂是设计高固体分阻燃涂料的组成之一。如溴化环氧树脂：E*51环氧树脂：JZRX活性稀释剂：邻苯二甲酸二丁酯：三氧化二锑：三乙烯四胺=100：100：20：30：8：19（质量），可制得阻燃效果较好的高固体分阻燃涂料。
④偶联剂含硅、钛、磷等元素的偶联剂及硼酸酯类助剂，不仅为阻燃涂料提供了优良的附着力和耐热性，而且明显地提高其阻燃性。
在选择偶联剂品种时，应注意使用方法和偶联效果。一是应掌握适应性，根据阻燃涂料的应用领域确定偶联剂的品种和用量；二是注意相容性，根据阻燃涂料的组成，加人相容性好的偶联剂，保证偶联剂的分散性，改善贮存稳定性；三是确保实效性，应在阻燃涂料涂装前保持偶联剂的活性，满足施工性和应用效果。
实践证明，在专用阻燃涂料和难燃性涂料中，偶联剂起到不可替代的特殊功效。选用恰当的偶联剂是专用阻燃涂料配方设计中的关键环节之一，科学准确地利用偶联剂会使阻燃涂料呈现独特的性能。
3.颜填料 大部分无机颜填料具有难燃性和不燃性，少部分具有阻燃自熄性。在阻燃涂料中加入适量的颜填料配制成需要的颜色并使之达到应用性能。在选择颜填料时，应注意它们对阻燃涂料施工性及涂膜使用性的影响。
阻燃涂料中含有钛白、滑石粉和氧化锌时，形成涂膜的吸水率较低，阻燃性也有所提高。几种颜填料对涂膜吸水率和阻燃性的影响见表7-3。
 对专用阻燃涂料进行配方设计时，除选择基料、阻燃剂、颜填料、固化剂及助剂外，还应合理的采用溶剂和其他辅助组分，注意确保涂料高性能、低污染的基本要求。
四、专用阻燃涂料的产品示例
1.电感器用阻燃涂料
（1）配方组成 电感器用阻燃涂料（或称包封料）由主剂和固化剂双组分包装，其配方组成见表7-4和表7-5。
  表中浸涂型主剂是立式电感器用阻燃涂料的主剂，辊涂型主剂是卧式（固定）电感器用阻燃涂料的主剂。
（2）产品技术指标（见表7-6）。
 （3）产品特性、施工及应用
①产品特性电感器用阻燃涂料施工方便、适用期长、快速固化；涂膜有优异的绝缘性、阻燃性和“三防”性等特点。
②施工要点施工前将主剂充分搅均，按主剂：固化剂：100：25（质量）配合混匀；立式电感器采用浸涂施工，固定电感器在自动涂装生产线上采用辊涂施工。
③应用范围主要用于电感器的阻燃绝缘保护，也可用于电阻器、薄膜电容器及其他电子元器件等包封保护。
2.电阻器用阻燃涂料电阻器用阻燃涂料是阻燃自熄型环氧涂料，主要用于碳膜电阻器和金属膜电阻器的绝缘阻燃保护。常用品种有H8403阻燃涂料和HF8502阻燃涂料。
（1）HF8502阻燃涂料配方组成（见表7-7、表7-8）
 （2）技术指标 HF8502阻燃涂料的技术指标见表7-9。
 （3）产品特性及施工要点 HF8502阻燃涂料及H8403阻燃涂料的特性和施工要点见表7-10。
 3.相关产品配方示例 低发烟性阻燃涂料配方见表7-11，阻燃性电容器外包封料配方见表7-12，电器元件用阻燃涂料固化剂配方见表7-13，电器元件用阻燃涂料主剂配方见表7-14，回扫变压器（FBT）用阻燃绝缘灌封料配方见表7-15，电缆封端用室温固化阻燃浇注料配方见表7-16，环氧敷铜层压板阻燃涂料配方见表7-17及绝缘线圈用阻燃浸渍涂料配方见表7-18。
    专用阻燃涂料除满足常规涂料的防护性和装饰性外，其突出特征是阻燃防火性。今后应着力研制环保型专用阻燃涂料，推广无（少）溶剂型及水性化品种，实现专用阻燃涂料高性能化、低污染化目标。
4.性能测试标准阻燃涂料常用性能测试标准见表7-19。
 |