磷系阻燃剂由于具有阻燃性能好、低烟、低毒、用量少、效率高、适用面广等特点而越来越受到市场的关注。磷系阻燃剂可分为反应型和添加型两类。反应型产品是通过化学反应将阻燃基团键接到高分子材料上实现长效阻燃；添加型磷系阻燃剂则是将阻燃剂与高分子材料物理混合，然后加工成为具有阻燃功能的高分子复合材料。添加型阻燃剂使用方便，在PC阻燃应用领域占有主导地位。磷系阻燃剂可以分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂两大类，其中无机磷系阻燃剂主要包括红磷(微胶囊化红磷)、磷酸盐(如磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸铵等)和聚磷酸铵等类型；有机磷系阻燃剂主要包括磷酸酯类、膦酸酯类、磷杂菲类和磷腈类阻燃剂。目前在有机材料阻燃领域应用较为广泛的是有机磷系阻燃剂。

　　有机磷阻燃剂的阻燃机理可有四个方面的解释：

　　1、阻燃剂燃烧分解并催化聚合物脱水形成炭层；2、阻燃剂在燃烧的过程中与氧气和水作用形成磷酸，磷酸再聚合形成多聚磷酸和聚偏磷酸，而多聚磷酸和聚偏磷酸能附着在高分子材料的炭层表面，起到隔绝氧气和可燃物的作用；3、阻燃剂分解产生PO·自由基，聚合物则在燃烧过程中分解形成少量氢自由基( H·) 和羟基自由基(HO·)，磷系阻燃剂分解产生的PO·自由基可捕获H·和HO·形成HPO，从而阻止或减缓燃烧链反应的进行，增强阻燃效果；4、阻燃剂在高温下发生分解产生 P、PO、HPO 等难燃性气体，降低可燃气体浓度，从而延缓火焰的蔓延。

　　一、磷酸酯阻燃剂。

　　磷酸酯类阻燃剂大都属于添加型阻燃剂，具有阻燃与增塑的双重功能。市场上常见使用的磷系阻燃剂主要是三苯基磷酸酯(TPP) 、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)和双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)。三者在阻燃机理上略有差异，其中TPP在高温下易挥发，只能在气相中发挥阻燃作用，而RDP和BDP可同时在气相和固相发挥阻燃功能。试验表明当阻燃剂添加量为10%(wt)时，1.6mm厚度PC样条UL-94测试均可达V-0阻燃级别。磷酸酯类阻燃剂的耐水解性能较差，是目前在有机材料应用中的主要缺陷。

　　二、膦酸酯阻燃剂。

　　目前关于膦酸酯阻燃剂的研究主要集中在含氮膦酸酯阻燃剂和反应型膦酸酯阻燃剂。膦酸酯分子稳定性好，具有良好的耐水性和耐溶剂性，具有阻燃和增塑的双重作用，可用于多种高分子材料的阻燃处理。膦酸酯阻燃剂具有较好的热稳定性，价格适中，阻燃效果好，对材料力学性能影响小，并且具有较好的耐水解性，在阻燃领域具有不错的应用前景。

　　三、磷杂菲类阻燃剂。

　　DOPO分子的稳定性优异、耐水解性好，并且还具有无卤、无毒和阻燃持久等诸多优点，与磷酸酯型阻燃剂相比，其对基体树脂的耐热性和力学性能影响更小，是现在有机材料用阻燃剂研究的热点。一般认为DOPO表现出气相的阻燃机制，当DOPO在高温环境下，会释放出含磷自由基和苯氧自由基，以淬灭气相中的燃烧链反应，从而达到阻燃效果。具有含磷骨架的DOPO分子是良好的阻燃剂合成中间体，通过对DOPO进行结构修饰能够合成阻燃效果优异的新型阻燃分子，在阻燃领域具有广阔的应用前景。

　　四、磷腈类阻燃剂。

　　磷腈分子中富含磷、氮元素，具有很好的协同阻燃作用，是良好的阻燃材料。磷腈分子一般可以分为环状磷腈和线性磷腈两大类。磷腈类阻燃剂的阻燃机制是气相和凝聚相阻燃同时存在，其中环三磷腈分子具有磷和氮原子单双键交替组成的六元环结构，热稳定性较高，在高温下受热分解产生聚磷酸和偏聚磷酸，并覆盖在炭层表面，起到凝聚相阻燃作用; 同时，燃烧过程还会产生磷氧自由基和难燃性气体(如PO·和NH3)，可以终止自由基链反应并稀释可燃性气体浓度，减缓有机材料的进一步燃烧，表现出气相阻燃作用。

　　六氯环三磷腈分子的反应位点多，可通过化学修饰制备不同类型的环三磷腈阻燃剂，是理想的阻燃剂合成中间体。磷腈类阻燃剂具有阻燃效率高、环境污染小、在PC材料中的分散性能好等优点，在阻燃PC领域具有一定的应用前景，但是此类阻燃剂生产成本较高。

　　五、无机磷阻燃剂。

　　目前无机磷阻燃剂在PC阻燃方面的应用较少。无机磷阻燃剂的阻燃效率较低，需添加40%～60%(wt)的阻燃剂才能使PC阻燃产品的UL-94垂直燃烧测试达到V-0阻燃等级。但是加大添加量对材料的机械性能影响极大，材料的强度、弹性模量、相容性和稳定性也会随之降低，因此需要通过对添加剂的改性来改善阻燃剂与PC的结合性能，从而提高产品的热稳定性。