一、无卤阻燃乙丙橡胶制品用阻燃剂的机理及特点
目前市场上乙丙橡胶制品的无卤阻燃剂用的最多的当属金属氢氧化物和磷氮系阻燃剂这两大类。
金属氢氧化物，如Mg(OH)2、Al(OH)3及水滑石等。燃烧过程中，金属氢氧化物脱水分解后大量吸收高分子材料表面的热量,降低燃烧材料的表面温度。脱水产生的大量水蒸气,可以稀释可燃气体和氧气。分解产生的氧化物起到隔热、隔氧的作用,也达到了抑烟的效果。为了能带走足够的热量，金属氢氧化物的用量必须足够大。金属氢氧化物应用于乙丙橡胶制品具有低烟、成本低、氧指数高的优点。
磷氮系阻燃剂在受热时分解，形成炭质泡沫层。此炭层在凝聚相能起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用,且无卤、低烟、无腐蚀性气体。由于磷氮系阻燃剂的这种阻燃机理，只要能形成有效的防护层，它的用量可以相对较小。磷氮系阻燃剂应用于乙丙橡胶制品具有垂直燃烧等级高、填充量相对较小的优点。
二 、不同硬度阻燃乙丙橡胶制品的制备
参考国内外期刊、专利及会议论文等资料，结合自己的研究体会，现就无卤阻燃乙丙橡胶制品配方设计的一些心得体会与大家分享。欢迎批评指正，更欢迎您提出自己的见解。
*较高的氧指数。当目标配方有这个要求时，建议选用金属氢氧化物阻燃剂为主，尤其是氢氧化镁。  
*较高的垂直燃烧等级。建议选用磷氮系阻燃剂为主。这可能和燃烧时火焰传播方式密切相关。与金属氢氧化物相比，磷氮系阻燃剂在这方面具有显著优势。 
*高硬度阻燃胶的制备。建议选择金属氢氧化物阻燃剂为主，而且尽量选择粒径小且表面活化处理的牌号。这样阻燃胶的成本、热释放速率及烟密度值都会比较理想。  
*低硬度胶的制备。建议以磷氮系阻燃剂为主。原因很简单，与金属氢氧化物相比，磷氮系阻燃剂用量少的多；另一方面适合做增塑剂的液体阻燃剂比较少，而且磷氮系的液体阻燃剂多存在易喷出和干扰硫化等问题。如果不计成本，且配方简单，建议用充油橡胶制品来做。当然，用非充油胶做也可，建议用高门尼的牌号，且石蜡油选择高闪点的为宜。如果低硬度的胶做出来了，高硬度的胶就不是
*好的挤出外观。建议选用金属氢氧化物阻燃剂为主。随着填充量大，不同乙烯含量及分子量分布的乙丙胶的挤出外观都很会变的很光滑。  
*良好的耐热性能。建议尽量选用磷氮系阻燃剂为主，且炭黑尽可能多用。可能是因为金属氢氧化物是碱性的缘故，含有金属氢氧化物的胶的老化性都会变差。
*较高的拉伸强度。建议别在填料、硫化体系及阻燃剂上纠结，直接换高乙烯高门尼高碘值的牌号，拉伸强度上来的最快。
*较低的压缩永久变形。建议采用DCP硫化，尽量选用磷氮系阻燃剂。生胶选择乙烯含量55%左右的为宜。
*填充剂的选择。阻燃剂基本定型后，在不做实验的前提先切记随意添加无机填料。无机填料与阻燃剂之间是否有协同效应或相抵触，必须做实验加以验证。一般来讲，轻钙与一般阻燃剂都不抵触，但硅酸盐类的相抵触的多，使用时需注意。
*加工温度。需要注意的是氢氧化铝及一些水滑石，加工温度过高，胶料容易出现气泡。拿氢氧化铝来说，书上说其分解温度为220℃，其实不到200℃似乎已经有分解迹象了。又例如硅橡胶制品，如果用氢氧化铝做阻燃剂，二次硫化温度就应注意别太高。
三 、我们课题组的研究近况
通过对阻燃剂协同阻燃效应的研究，探究最佳的匹配组合及配比，得到了以磷氮系阻燃剂和金属氢氧化为主要成分的系列阻燃剂组合物；针对不同硬度兼顾成本、物性等因素，进一步细化出60份，80份，100份和120份四个阻燃剂组合物。
采用这四个阻燃剂组合物为阻燃剂，无论采用硫磺硫化体系还是DCP硫化体系，均可以制备硬度范围在55-90度的阻燃乙丙橡胶制品材料，如表1所示。
表1 不同硬度的无卤阻燃乙丙橡胶制品性能
配方编号 1 2 3 4 5 6
充油胶 KELTAN 4331A KELTAN 512
份数 100
阻燃剂1（磷氮系） 60 - - - - -
阻燃剂2（磷氮系） - 80 - 80 - -
阻燃剂3（氢氧化镁基） - - - - 100 -
阻燃剂4（氢氧化镁基） - - 120 - - 120
160度*15分钟硫化
硬度，邵A 55 60 65 70 75 80
拉伸强度，MPa 8.0 9.3 8.8 10.2 12.5 12.3
扯断伸长率，% 660 453 393 375 276 251
LOI,% 29 29 29 30 30 33
垂直燃烧等级 V0 V0 V0 V0 V0 V0
45度角燃烧 难燃级 难燃级 难燃级 难燃级 难燃级 难燃级
注： 氧化锌 5，硬脂酸1，N330 25，S 0.8，促进剂3。
这四个阻燃剂组合物不仅限于应用在无卤阻燃乙丙橡胶制品材料的制备中，还可以推广应用到其他聚烯烃橡胶制品（如天然橡胶制品、丁腈橡胶制品和丁苯橡胶制品等）和聚烯烃塑料（如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和POE等）中。这为开发诸多应用领域的阻燃材料及产品奠定了良好基础。