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技術百科
第293篇｜阻燃劑
第293篇｜阻燃劑
Flame Retardant
⸻
一句話定義
阻燃劑（Flame Retardant）是一類能降低材料可燃性、抑制燃燒擴散、延長著火時間並促進自熄能力的功能性添加劑，廣泛應用於接著劑、電子材料、電線電纜、建築材料、交通運輸與高分子製品中。
⸻
為什麼重要
大部分高分子材料本質上屬於有機物。
⸻
有機物含有：
• 碳
• 氫
⸻
當遇到：
• 熱源
• 火焰
• 電弧
• 短路
⸻
便可能發生燃燒。
⸻
接著劑雖然用量不大。
⸻
卻經常位於結構內部。
⸻
一旦燃燒。
⸻
火勢可能沿著接著層快速蔓延。
⸻
阻燃技術因此成為安全設計的重要環節。
⸻
基本原理
Heat
↓
Polymer Decomposition
↓
Combustible Gas
↓
Ignition
↓
Combustion
↓
Heat Release
↓
Continuous Burning
⸻
加入阻燃劑後：
Heat
↓
Flame Retardant Action
↓
Combustion Suppression
↓
Reduced Heat Release
↓
Self-Extinguishing
⸻
燃燒三要素
燃燒必須同時具備：
Fuel
燃料
⸻
Heat
熱源
⸻
Oxygen
氧氣
⸻
三者缺少任何一項。
⸻
燃燒都無法持續。
⸻
阻燃劑作用機制
主要包含：
氣相阻燃
Gas Phase
⸻
凝聚相阻燃
Condensed Phase
⸻
吸熱降溫
Heat Absorption
⸻
隔絕氧氣
Oxygen Barrier
⸻
氣相阻燃機制
阻燃劑受熱後。
⸻
釋放活性自由基捕捉劑。
⸻
中斷燃燒鏈反應。
⸻
降低火焰能量。
⸻
典型代表：
鹵素阻燃劑。
⸻
凝聚相阻燃機制
材料表面形成炭化層。
⸻
阻止：
• 熱傳遞
• 氧氣進入
• 可燃氣體逸出
⸻
提升阻燃能力。
⸻
吸熱降溫機制
部分阻燃劑受熱分解時。
⸻
吸收大量熱能。
⸻
降低材料溫度。
⸻
典型代表：
ATH
Aluminum Trihydrate
氫氧化鋁
⸻
MDH
Magnesium Hydroxide
氫氧化鎂
⸻
阻燃劑主要分類
Halogen Flame Retardant
鹵素阻燃劑
⸻
Phosphorus Flame Retardant
磷系阻燃劑
⸻
Nitrogen Flame Retardant
氮系阻燃劑
⸻
Inorganic Flame Retardant
無機阻燃劑
⸻
Intumescent Flame Retardant
膨脹型阻燃劑
⸻
鹵素阻燃劑
代表元素：
• 溴
• 氯
⸻
阻燃效率極高。
⸻
添加量較低。
⸻
但燃燒時可能產生：
腐蝕性煙霧。
⸻
近年逐漸受到法規限制。
⸻
磷系阻燃劑
目前發展最快。
⸻
具備：
• 高效率
• 低煙霧
• 環保性較佳
⸻
代表產品：
TCPP
Tris(Chloropropyl) Phosphate
⸻
RDP
Resorcinol Bis(Diphenyl Phosphate)
⸻
DOPO
9,10-Dihydro-9-Oxa-10-Phosphaphenanthrene-10-Oxide
⸻
氮系阻燃劑
代表產品：
Melamine
三聚氰胺
⸻
加熱時釋放惰性氣體。
⸻
降低氧氣濃度。
⸻
無機阻燃劑
代表產品：
ATH
氫氧化鋁
⸻
MDH
氫氧化鎂
⸻
優點：
• 無鹵
• 低煙
• 低毒
⸻
缺點：
添加量較高。
⸻
膨脹型阻燃劑
Intumescent Flame Retardant
⸻
受熱後形成發泡炭層。
⸻
建立隔熱屏障。
⸻
目前無鹵阻燃的重要方向之一。
⸻
阻燃劑主要功能
Flame Suppression
抑制火焰
⸻
Self-Extinguishing
提高自熄能力
⸻
Heat Reduction
降低熱釋放
⸻
Smoke Reduction
降低煙霧
⸻
Fire Safety Enhancement
提高防火安全
⸻
Regulatory Compliance
符合法規要求
⸻
UL 94阻燃等級
最常見阻燃測試標準：
UL 94
⸻
主要分級：
等級 阻燃能力
HB 基本阻燃
V-2 良好
V-1 優良
V-0 極佳
⸻
V-0為常見高階電子材料目標。
⸻
LOI氧指數
LOI
Limiting Oxygen Index
⸻
表示維持燃燒所需最低氧氣濃度。
⸻
空氣氧濃度約：
21%
⸻
LOI越高。
⸻
材料越難燃燒。
⸻
參考值
材料 LOI
PE 17~18
PP 17~18
ABS 18~20
阻燃材料 >28
⸻
電子材料中的應用
PCB
印刷電路板
⸻
Encapsulation
封裝材料
⸻
Underfill
底填膠
⸻
Battery Module
電池模組
⸻
Thermal Interface Material
導熱介面材料
⸻
接著劑中的應用
結構膠
Structural Adhesive
⸻
電子接著劑
Electronic Adhesive
⸻
軌道交通接著劑
Rail Transportation Adhesive
⸻
建築接著劑
Construction Adhesive
⸻
阻燃劑的優勢
提高安全性
降低火災風險。
⸻
增加自熄能力
避免火勢蔓延。
⸻
符合法規要求
提高市場適用性。
⸻
降低熱釋放
提高防火能力。
⸻
提高產品附加價值
滿足高階市場需求。
⸻
擴大應用領域
進入電子與交通市場。
⸻
阻燃劑的限制
可能影響機械性能
需平衡設計。
⸻
高添加量可能提高黏度
影響加工。
⸻
部分系統可能降低接著力
需配方優化。
⸻
高性能阻燃劑成本較高
增加材料成本。
⸻
重要數據或表格
常見阻燃劑比較
類型 阻燃效率 環保性
鹵素 ★★★★★ ★★
磷系 ★★★★★ ★★★★★
氮系 ★★★★ ★★★★★
ATH ★★★ ★★★★★
MDH ★★★ ★★★★★
⸻
功能改善能力
項目 效果
阻燃性 ★★★★★
自熄能力 ★★★★★
安全性 ★★★★★
法規符合性 ★★★★★
電子應用適性 ★★★★★
⸻
性能評估
項目 表現
技術成熟度 ★★★★★
工業普及度 ★★★★★
安全性提升 ★★★★★
法規需求 ★★★★★
未來成長性 ★★★★★
⸻
與接著工程的關係
Flame Retardant與以下名詞高度相關：
Combustion（燃燒）
↓
Heat Release（熱釋放）
↓
Smoke Generation（煙霧產生）
↓
UL94（阻燃等級）
↓
LOI（氧指數）
↓
Electronic Packaging（電子封裝）
↓
Battery Module（電池模組）
↓
Fire Safety（防火安全）
⸻
阻燃劑是電子材料、交通運輸與建築接著系統的重要安全技術。
⸻
相關名詞
• UL94（阻燃等級）
• LOI（氧指數）
• Halogen Flame Retardant（鹵素阻燃劑）
• Phosphorus Flame Retardant（磷系阻燃劑）
• Nitrogen Flame Retardant（氮系阻燃劑）
• ATH（氫氧化鋁）
• MDH（氫氧化鎂）
• Intumescent Flame Retardant（膨脹型阻燃劑）
• Fire Safety（防火安全）
• Electronic Packaging（電子封裝）
⸻
FAQ
Q1：阻燃劑能讓材料完全不燃燒嗎？
大部分阻燃系統目標為降低燃燒速度與提高自熄能力。
⸻
Q2：無鹵阻燃是否已成主流？
電子材料與車用材料正快速朝無鹵化發展。
⸻
Q3：阻燃劑會影響接著力嗎？
部分系統可能影響界面性能。
需透過配方優化改善。
⸻
Q4：UL94 V-0代表什麼？
代表高等級阻燃能力。
火源移除後可快速自熄。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於電子材料、電池材料與高性能接著劑開發經驗，阻燃設計早已不再只是追求UL94 V-0。
現代市場更重視：
• 低煙霧
• 低毒性
• 無鹵化
• 高可靠度
• 電性能穩定
阻燃劑的選擇必須同步考慮接著力、機械性能、流變特性與法規要求。
真正優秀的阻燃配方。
是在安全性與材料性能之間取得最佳平衡。
⸻
延伸閱讀
• 第248篇｜導電接著劑（Conductive Adhesive）
• 第249篇｜阻燃接著劑（Flame Retardant Adhesive）
• 第260篇｜電子封裝接著劑（Electronic Packaging Adhesive）
• 第288篇｜抗氧化劑（Antioxidant）
• 第290篇｜光穩定劑（Light Stabilizer）
• 第297篇｜導電填料（Conductive Filler）
⸻
參考文獻
1. Morgan & Wilkie, Flame Retardant Polymer Nanocomposites.
2. Fire Retardancy of Polymeric Materials.
3. Weil & Levchik, Flame Retardants for Plastics and Textiles.
4. Polymer Green Flame Retardants.
5. Polymer Degradation and Stability.
6. Fire and Materials.
7. Journal of Applied Polymer Science.
8. Polymer.
9. Journal of Adhesion.
10. International Journal of Adhesion and Adhesives.
Flame Retardant
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一句話定義
阻燃劑（Flame Retardant）是一類能降低材料可燃性、抑制燃燒擴散、延長著火時間並促進自熄能力的功能性添加劑，廣泛應用於接著劑、電子材料、電線電纜、建築材料、交通運輸與高分子製品中。
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為什麼重要
大部分高分子材料本質上屬於有機物。
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有機物含有：
• 碳
• 氫
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當遇到：
• 熱源
• 火焰
• 電弧
• 短路
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便可能發生燃燒。
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接著劑雖然用量不大。
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卻經常位於結構內部。
⸻
一旦燃燒。
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火勢可能沿著接著層快速蔓延。
⸻
阻燃技術因此成為安全設計的重要環節。
⸻
基本原理
Heat
↓
Polymer Decomposition
↓
Combustible Gas
↓
Ignition
↓
Combustion
↓
Heat Release
↓
Continuous Burning
⸻
加入阻燃劑後：
Heat
↓
Flame Retardant Action
↓
Combustion Suppression
↓
Reduced Heat Release
↓
Self-Extinguishing
⸻
燃燒三要素
燃燒必須同時具備：
Fuel
燃料
⸻
Heat
熱源
⸻
Oxygen
氧氣
⸻
三者缺少任何一項。
⸻
燃燒都無法持續。
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阻燃劑作用機制
主要包含：
氣相阻燃
Gas Phase
⸻
凝聚相阻燃
Condensed Phase
⸻
吸熱降溫
Heat Absorption
⸻
隔絕氧氣
Oxygen Barrier
⸻
氣相阻燃機制
阻燃劑受熱後。
⸻
釋放活性自由基捕捉劑。
⸻
中斷燃燒鏈反應。
⸻
降低火焰能量。
⸻
典型代表：
鹵素阻燃劑。
⸻
凝聚相阻燃機制
材料表面形成炭化層。
⸻
阻止：
• 熱傳遞
• 氧氣進入
• 可燃氣體逸出
⸻
提升阻燃能力。
⸻
吸熱降溫機制
部分阻燃劑受熱分解時。
⸻
吸收大量熱能。
⸻
降低材料溫度。
⸻
典型代表：
ATH
Aluminum Trihydrate
氫氧化鋁
⸻
MDH
Magnesium Hydroxide
氫氧化鎂
⸻
阻燃劑主要分類
Halogen Flame Retardant
鹵素阻燃劑
⸻
Phosphorus Flame Retardant
磷系阻燃劑
⸻
Nitrogen Flame Retardant
氮系阻燃劑
⸻
Inorganic Flame Retardant
無機阻燃劑
⸻
Intumescent Flame Retardant
膨脹型阻燃劑
⸻
鹵素阻燃劑
代表元素：
• 溴
• 氯
⸻
阻燃效率極高。
⸻
添加量較低。
⸻
但燃燒時可能產生：
腐蝕性煙霧。
⸻
近年逐漸受到法規限制。
⸻
磷系阻燃劑
目前發展最快。
⸻
具備：
• 高效率
• 低煙霧
• 環保性較佳
⸻
代表產品：
TCPP
Tris(Chloropropyl) Phosphate
⸻
RDP
Resorcinol Bis(Diphenyl Phosphate)
⸻
DOPO
9,10-Dihydro-9-Oxa-10-Phosphaphenanthrene-10-Oxide
⸻
氮系阻燃劑
代表產品：
Melamine
三聚氰胺
⸻
加熱時釋放惰性氣體。
⸻
降低氧氣濃度。
⸻
無機阻燃劑
代表產品：
ATH
氫氧化鋁
⸻
MDH
氫氧化鎂
⸻
優點：
• 無鹵
• 低煙
• 低毒
⸻
缺點：
添加量較高。
⸻
膨脹型阻燃劑
Intumescent Flame Retardant
⸻
受熱後形成發泡炭層。
⸻
建立隔熱屏障。
⸻
目前無鹵阻燃的重要方向之一。
⸻
阻燃劑主要功能
Flame Suppression
抑制火焰
⸻
Self-Extinguishing
提高自熄能力
⸻
Heat Reduction
降低熱釋放
⸻
Smoke Reduction
降低煙霧
⸻
Fire Safety Enhancement
提高防火安全
⸻
Regulatory Compliance
符合法規要求
⸻
UL 94阻燃等級
最常見阻燃測試標準：
UL 94
⸻
主要分級：
等級 阻燃能力
HB 基本阻燃
V-2 良好
V-1 優良
V-0 極佳
⸻
V-0為常見高階電子材料目標。
⸻
LOI氧指數
LOI
Limiting Oxygen Index
⸻
表示維持燃燒所需最低氧氣濃度。
⸻
空氣氧濃度約：
21%
⸻
LOI越高。
⸻
材料越難燃燒。
⸻
參考值
材料 LOI
PE 17~18
PP 17~18
ABS 18~20
阻燃材料 >28
⸻
電子材料中的應用
PCB
印刷電路板
⸻
Encapsulation
封裝材料
⸻
Underfill
底填膠
⸻
Battery Module
電池模組
⸻
Thermal Interface Material
導熱介面材料
⸻
接著劑中的應用
結構膠
Structural Adhesive
⸻
電子接著劑
Electronic Adhesive
⸻
軌道交通接著劑
Rail Transportation Adhesive
⸻
建築接著劑
Construction Adhesive
⸻
阻燃劑的優勢
提高安全性
降低火災風險。
⸻
增加自熄能力
避免火勢蔓延。
⸻
符合法規要求
提高市場適用性。
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降低熱釋放
提高防火能力。
⸻
提高產品附加價值
滿足高階市場需求。
⸻
擴大應用領域
進入電子與交通市場。
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阻燃劑的限制
可能影響機械性能
需平衡設計。
⸻
高添加量可能提高黏度
影響加工。
⸻
部分系統可能降低接著力
需配方優化。
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高性能阻燃劑成本較高
增加材料成本。
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重要數據或表格
常見阻燃劑比較
類型 阻燃效率 環保性
鹵素 ★★★★★ ★★
磷系 ★★★★★ ★★★★★
氮系 ★★★★ ★★★★★
ATH ★★★ ★★★★★
MDH ★★★ ★★★★★
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功能改善能力
項目 效果
阻燃性 ★★★★★
自熄能力 ★★★★★
安全性 ★★★★★
法規符合性 ★★★★★
電子應用適性 ★★★★★
⸻
性能評估
項目 表現
技術成熟度 ★★★★★
工業普及度 ★★★★★
安全性提升 ★★★★★
法規需求 ★★★★★
未來成長性 ★★★★★
⸻
與接著工程的關係
Flame Retardant與以下名詞高度相關：
Combustion（燃燒）
↓
Heat Release（熱釋放）
↓
Smoke Generation（煙霧產生）
↓
UL94（阻燃等級）
↓
LOI（氧指數）
↓
Electronic Packaging（電子封裝）
↓
Battery Module（電池模組）
↓
Fire Safety（防火安全）
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阻燃劑是電子材料、交通運輸與建築接著系統的重要安全技術。
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相關名詞
• UL94（阻燃等級）
• LOI（氧指數）
• Halogen Flame Retardant（鹵素阻燃劑）
• Phosphorus Flame Retardant（磷系阻燃劑）
• Nitrogen Flame Retardant（氮系阻燃劑）
• ATH（氫氧化鋁）
• MDH（氫氧化鎂）
• Intumescent Flame Retardant（膨脹型阻燃劑）
• Fire Safety（防火安全）
• Electronic Packaging（電子封裝）
⸻
FAQ
Q1：阻燃劑能讓材料完全不燃燒嗎？
大部分阻燃系統目標為降低燃燒速度與提高自熄能力。
⸻
Q2：無鹵阻燃是否已成主流？
電子材料與車用材料正快速朝無鹵化發展。
⸻
Q3：阻燃劑會影響接著力嗎？
部分系統可能影響界面性能。
需透過配方優化改善。
⸻
Q4：UL94 V-0代表什麼？
代表高等級阻燃能力。
火源移除後可快速自熄。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於電子材料、電池材料與高性能接著劑開發經驗，阻燃設計早已不再只是追求UL94 V-0。
現代市場更重視：
• 低煙霧
• 低毒性
• 無鹵化
• 高可靠度
• 電性能穩定
阻燃劑的選擇必須同步考慮接著力、機械性能、流變特性與法規要求。
真正優秀的阻燃配方。
是在安全性與材料性能之間取得最佳平衡。
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延伸閱讀
• 第248篇｜導電接著劑（Conductive Adhesive）
• 第249篇｜阻燃接著劑（Flame Retardant Adhesive）
• 第260篇｜電子封裝接著劑（Electronic Packaging Adhesive）
• 第288篇｜抗氧化劑（Antioxidant）
• 第290篇｜光穩定劑（Light Stabilizer）
• 第297篇｜導電填料（Conductive Filler）
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參考文獻
1. Morgan & Wilkie, Flame Retardant Polymer Nanocomposites.
2. Fire Retardancy of Polymeric Materials.
3. Weil & Levchik, Flame Retardants for Plastics and Textiles.
4. Polymer Green Flame Retardants.
5. Polymer Degradation and Stability.
6. Fire and Materials.
7. Journal of Applied Polymer Science.
8. Polymer.
9. Journal of Adhesion.
10. International Journal of Adhesion and Adhesives.
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