碳酸钙对阻燃效果的利弊分析

碳酸钙CaCO3具有无卤，环保，价格低，型号多样等特点，在塑料改性中往往作为填料大量使用，部分次磷酸铝，二乙基次膦酸铝等无卤阻燃剂对碳酸钙填充阻燃配方不适用。碳酸钙对阻燃效果的利弊如何？我们该如何避免其不利影响呢？下面我们简单阐述一下。

碳酸钙的热分解温度在800℃以上，而一般的塑料都是易燃的，其点燃的温度在400℃左右，因此在初始燃烧阶段，碳酸钙是不可能分解释放出二氧化碳气体。当塑料燃烧时，碳酸钙可能在表面形成一层无机残渣层，阻碍热量传递和氧气进入，延缓火焰蔓延（尤其在高温下可能分解为氧化钙 CaO 和二氧化碳 CO₂，CaO 可增强残渣层的稳定性，二氧化碳是一种惰性气体，能稀释材料表面氧气和可燃气体浓度，抑制燃烧链式反应。碳酸钙的存在可减少可燃物的量。一般碳酸钙含量越高，在同一体积内的可燃物就越少，因此，碳酸钙从这方面考虑是有利于塑料的阻燃。

塑料燃烧时会迅速膨胀并气化，在膨胀和气化的过程中，由于碳酸钙的存在，会使塑料形成无数微孔，从而大大增加了可燃物与氧气接触的表面积，使更多的可燃物参与燃烧，并且进一步提高着火区域的温度，这样又更有利于可燃物的膨胀与气化。这样产生恶性循环，其结果是使碳酸钙作为不燃物质的贡献显得微不足道。如100g含有30%碳酸钙和1%焚烧热氧降解剂的聚乙烯薄膜完全燃烧所需时间仅为45，而同样质量的纯聚乙烯薄膜完全燃烧所需时间为12s，两者相差3倍，部分技术人员在PE聚乙烯垃圾袋中加入30%的重钙，就是出于在焚烧炉中碳酸钙有利于聚乙烯燃烧的考虑。

但需要特别指出的是，部分磷系阻燃剂与碳酸钙配方有可能实现阻燃效果利大于弊，主要是磷系阻燃剂能和碳酸钙生成磷酸钙类的物质，复合磷酸钙盐类的阻燃效果理论上比碳酸钙具有更大的优势，但其配方和阻燃效果的内在规律目前尚不清楚。