一、國外阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀
近二十年來,世界上阻燃劑產(chǎn)量每年以10-15%的速度遞增,其使用量和需求量也逐年增加。美國、西歐和日本對阻燃劑需求較大,是世界三大阻燃劑市場。在產(chǎn)品結構中,無機系阻燃劑占有一定的優(yōu)勢,應用比較廣泛,約占使用總量的40-60%。從阻燃劑的發(fā)展歷史來看,無機系阻燃劑并不是一開始就具有這種優(yōu)勢,它的發(fā)展也是經(jīng)歷一個不斷進步完善的過程。20世紀60年代,國外最先開發(fā)的有機鹵系阻燃劑以其阻燃效率高、用量少、對材料性能影響小、價格適中等優(yōu)點在阻燃劑領域內占有重要地位。但自1986年起,研究人員發(fā)現(xiàn)有機鹵系阻燃劑在熱裂及燃燒時生成大量的煙塵及腐蝕性氣體,對環(huán)境有一定污染。在人們對環(huán)保越來越重視的現(xiàn)代,鹵系阻燃劑的發(fā)展使用也受到限制。在尋求環(huán)保、安全阻燃劑的形勢下,磷系阻燃劑作為一種無鹵系阻燃劑,有效地克服了鹵系阻燃劑的缺點,引起了人們的普遍關注。近幾年來,隨著阻燃劑無鹵化的要求日益提高,人們也把目光投向了無機阻燃劑。無機阻燃劑的最大優(yōu)點是低毒、低煙或抑煙、低腐蝕、且價格低廉。近年來,國外市場上陸續(xù)推出了一些新型的無機阻燃劑品種,使無機阻燃劑得到更為廣泛的應用。
二、國內阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀
我國對阻燃劑的研究較晚,發(fā)展也比較慢,與國外發(fā)達國家還有一定的差距。目前我國阻燃劑的總生產(chǎn)能力在10×104t以上,其中主要產(chǎn)品為氯化石蠟,且生產(chǎn)能力超過市場需求。而在國外產(chǎn)量較大的溴系阻燃劑在國內存在生產(chǎn)規(guī)模小、品種少、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定等缺點,難以與國外產(chǎn)品競爭,滿足不了國內市場的需求。我國生產(chǎn)的無機磷系阻燃劑主要是小分子磷酸酯和鹵代磷酸酯,存在揮發(fā)性大、抗水性差、阻燃性不足的缺點,對耐熱性高、阻燃性能優(yōu)異的齊聚物品種生產(chǎn)較少;以低聚合度的聚磷酸銨、磷酸銨及紅磷等為主的無機磷類阻燃劑,它們與阻燃材料之間的相容性較差,易遷移、阻燃材料性能不佳。采用穩(wěn)定化處理的微膠囊化紅磷產(chǎn)量小,在國內市場中占有率不高。無機阻燃劑以其無毒無害且價格適中的優(yōu)點,在阻燃劑領域里占據(jù)越來越重要的地位。但在國內研究開發(fā)的無機阻燃劑中,主要產(chǎn)品是氫氧化鋁、氫氧化鎂等,品種較單一,且由于缺乏超細化工品種及表面處理技術,產(chǎn)品質量較差,在阻燃劑市場所占份額不高。從幾大類阻燃劑生產(chǎn)、使用情況看,國內開發(fā)研制的阻燃劑存在相當多的問題,且科技含量較低,僅適應于建筑交通等技術性要求不強的領域,在對阻燃劑性能要求較高的電子工業(yè)、航空等高科技領域中應用得還很少。
阻燃劑的發(fā)展方向
阻燃劑作為一個新興的工業(yè),具有很好的發(fā)展前景。它發(fā)展的主要趨勢是:鹵系阻燃劑將會繼續(xù)使用,但隨著人們對環(huán)保的重視,開發(fā)無鹵系阻燃劑將成為阻燃劑發(fā)展趨勢;磷氮系的膨脹型阻燃劑及氮基阻燃劑將進一步得到發(fā)展和受人青睞;無毒、抑煙的無鹵無機阻燃劑,如改性的氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等,特別是可用于較高溫度的氫氧化鎂,將進一步得到開發(fā)。針對阻燃劑的特點,阻燃劑的研究發(fā)展應從以下幾個方面考慮。
一、改進阻燃劑的缺點
阻燃劑在使用過程中存在一些問題,近年來火災時由阻燃劑引起的災害頻頻發(fā)生,對人的生命威脅最大的是阻燃劑產(chǎn)生的煙氣和毒氣。美國對393起建筑火災中1464人的死亡原因所做的分析表明,其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%,被火焰直接燒死的僅占24.4%。因此,隨著人們對降低阻燃材料燃燒過程中產(chǎn)生的煙量和有毒氣體的呼聲的日益升高,不斷改進各類阻燃劑自身缺點才會有更好的發(fā)展前景。
二、開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑
21世紀應著力于開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑。從環(huán)保的角度考慮,國外許多國家已經(jīng)限制了對環(huán)境有污染的阻燃劑的生產(chǎn)和使用。歐洲已經(jīng)開始限制含鹵阻燃劑的銷售,日本禁止使用電纜燃燒時產(chǎn)生酸性氣體的阻燃劑,美國已制定了采用低鹵電纜包覆層的規(guī)定。不久的將來,含鹵阻燃劑體系逐步被無鹵阻燃體系替代。經(jīng)過研究人員的不斷努力,不斷研制開發(fā)出一些新型的阻燃劑,有很好的阻燃性能,且符合環(huán)保要求,滿足市場對阻燃劑的需求。
1、膨脹型阻燃劑
膨脹型阻燃劑是近年來國際阻燃領域廣為關注的新型復合阻燃劑。它具備了獨特的阻燃機制和無鹵、低煙、低毒的特性,符合當今人們保護生態(tài)環(huán)境的要求,是阻燃劑無鹵化的重要途徑。膨脹阻燃系統(tǒng)因其酸源、炭源、氣源"三源"的協(xié)同作用,在燃燒時于材料表面形成致密的多孔泡沫炭層,既可阻止內層高聚物的進一步降解及可燃物向表面的釋放,又可阻止熱源向高聚物的傳遞以及隔絕氧源,從而阻止火焰的蔓延和傳播。與傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑相比,這種阻燃系統(tǒng)在燃燒過程中大大減少了有毒及腐蝕性氣體的生成,因而受到阻燃界的一致推崇,是今后阻燃材料發(fā)展的主流。
2、納米級阻燃劑
納米技術是近年來倍受人們關注的一門新興科學技術。它是發(fā)展信息技術和解決環(huán)保等各種社會和經(jīng)濟問題所必須的基礎技術之一。納米材料是采用納米技術合成的材料,其粒子的尺寸大小達到納米級別。納米材料技術以其高技術含量、高產(chǎn)品品質的特點而倍受國內外矚目。采用納米技術開發(fā)生產(chǎn)納米級阻燃劑是阻燃劑領域的新產(chǎn)品。如納米級氫氧化鎂,具有純度高、粒度超級細化、阻燃性能好等優(yōu)點,有很好的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
認為無鹵阻燃劑將得到更為廣泛的應用,綠色無害化將是未來阻燃技術和阻燃材料的發(fā)展趨勢。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,塑料及橡膠等高分子材料用量增長很快,綠色化、環(huán);、可回收化是未來高分子材料的發(fā)展趨勢,而作為高分子材料重要添加劑之一的阻燃劑,要注重無毒化研究,使阻燃劑真正成為無公害的環(huán)保產(chǎn)品。國際上新型有機阻燃劑的研發(fā)趨熱,這與各國越來越重視阻燃劑性能與環(huán)境的協(xié)調性有關。預計今后5年全球阻燃劑總用量仍將以年均4%~5%的速度持續(xù)增長,其發(fā)展趨勢則是在提高阻燃性能的同時,更加注重環(huán)保與生態(tài)安全。 無鹵阻燃劑研發(fā)最熱 目前常用的阻燃劑有有機鹵系(溴系及氯系)、有機磷系及無機系三大類。溴系阻燃劑的市場規(guī)模及應用領域長期雄居各類阻燃劑之首,其優(yōu)異的性價比是其他阻燃劑所無法匹敵的。但是由于溴系阻燃劑在生產(chǎn)及使用過程中可能造成的環(huán)境危害,歐盟已經(jīng)宣布將從2006年7月1日起開始在電子產(chǎn)品中停止使用溴系阻燃劑。但由于溴系阻燃劑的卓越性價比,其在全球其他一些地區(qū)今后一段時間內仍會被廣泛應用,且近期用量可能還會有所增長。 鑒于環(huán)保政策對溴系阻燃劑未來用量的影響,順應環(huán)保發(fā)展要求、積極開發(fā)高性能無鹵阻燃劑是所有生產(chǎn)商爭奪未來更多市場份額的重要手段。因此溴系阻燃劑行業(yè)應努力調整產(chǎn)品結構,開發(fā)新型無公害產(chǎn)品。磷系阻燃劑作為一種有機無鹵系統(tǒng),今后將會有較快增長,目前全球磷系阻燃劑總銷售額約占阻燃劑總銷售額的20%。另外低毒、低煙、低腐蝕且價格低廉的無機阻燃劑也會有較好的發(fā)展,但由于所需添加量較大,限制了它們的應用。近兩年來,國外市場上陸續(xù)推出了一些新的無機阻燃劑品種,特別是表面處理技術的發(fā)展,使這些無機阻燃劑嶄露頭角。根據(jù)許多科學研究顯示,鹵素系阻燃劑已經(jīng)成為日常環(huán)境中到處擴散的污染物,且對于環(huán)境與人類的威脅日益升高。而制造、循環(huán)回收、或拋棄家電及其它消費性產(chǎn)品的行為,則是造成這些污染物釋放到環(huán)境的主要途徑。為保護環(huán)境,某些鹵素系阻燃劑已經(jīng)不能使用在電器產(chǎn)品和房屋建材的塑料材料部份 (此泛指塑料的表面/外殼)。 塑料材料中禁用鹵素系阻燃劑的原因是此種阻燃劑無法回收使用,而且在燃燒與加熱過程中會釋放有害物質,威脅到人類身體的健康、環(huán)境和下一代子孫。 如同其它有毒的重金屬 (如鉛、鎘、水銀、六價鉻等),歐盟(European Union)在歐盟電子電機中危害物資禁用 (Restriction of the Use of Hazardous Substances in electrical and electronic equipment, RHS) 指令中決定在 2006 年7月1日全面禁止PBB (Polybrominated Biphenyls) 及PBDE (Polybrominated Diphenyl Ethers) 等溴系阻燃劑的使用。隨著城市建筑的密集化、房屋建筑的高層化和建筑結構的輕型化,合成高分子材料廣泛應用于各類領域,與人們的生活密切相關,直接影響著人們的工作生活。但在可燃、易燃物中,容易引起火災的材料大部分是有機高分子化合物,有極大的潛在火災危險性。由于高分子材料被引燃導致火災發(fā)生的情況越來越頻繁,對高分子材料的阻燃已經(jīng)引起人們的高度重視。如何提高合成材料的阻燃性能,減少可燃物的燃燒危險性及燃燒時釋放出的有毒氣體,減少人民的生命財產(chǎn)損失,已經(jīng)成為研究人員研究的課題。研究人員研究發(fā)現(xiàn),通過添加阻燃劑或者通過化學反應在高分子材料中引入阻燃基團,能有效提高材料的抗燃性,阻止材料被引燃及抑制火焰的傳播。在此基礎上,世界各國研究人員對阻燃技術進行深入的探討研究,并研制開發(fā)出了一系列阻燃性能良好的阻燃材料。阻燃劑便是這其中一種,適用于合成材料的阻燃,有很好的阻燃效果。現(xiàn)就阻燃劑發(fā)展概況進行分析討論。
6 阻燃劑的發(fā)展方向
阻燃劑作為一個新興的工業(yè),具有很好的發(fā)展前景。它發(fā)展的主要趨勢是:鹵系阻燃劑將會繼續(xù)使用,但產(chǎn)品結構會有所調整,但隨著人們對環(huán)保的重視,開發(fā)無鹵系阻燃劑將成為阻燃劑發(fā)展趨勢;磷氮系的膨脹型阻燃劑及氮基阻燃劑將進一步得到發(fā)展和受人青睞;無毒、抑煙的無鹵無機阻燃劑,如改性的氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等,特別是可用于較高溫度的氫氧化鎂,將進一步得到開發(fā)。針對阻燃劑的缺點,阻燃劑的研究發(fā)展應從以下幾個方面考慮。
6.1 改進阻燃劑的缺點
阻燃劑在使用過程中存在一些問題,近年來火災時由阻燃劑引起的災害頻頻發(fā)生,對人的生命威脅最大的是阻燃劑產(chǎn)生的煙氣和毒氣。美國對393起建筑火災中1464人的死亡原因所做的分析表明,其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%,被火焰直接燒死的僅占24.4%。因此,隨著人們對降低阻燃材料燃燒過程中產(chǎn)生的煙量和有毒氣體的呼聲日益升高,不斷改進各類阻燃劑自身缺點才能使阻燃劑有更好的發(fā)展前景。6 阻燃劑的發(fā)展方向
阻燃劑作為一個新興的工業(yè),具有很好的發(fā)展前景。它發(fā)展的主要趨勢是:鹵系阻燃劑將會繼續(xù)使用,但產(chǎn)品結構會有所調整,但隨著人們對環(huán)保的重視,開發(fā)無鹵系阻燃劑將成為阻燃劑發(fā)展趨勢;磷氮系的膨脹型阻燃劑及氮基阻燃劑將進一步得到發(fā)展和受人青睞;無毒、抑煙的無鹵無機阻燃劑,如改性的氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等,特別是可用于較高溫度的氫氧化鎂,將進一步得到開發(fā)。針對阻燃劑的缺點,阻燃劑的研究發(fā)展應從以下幾個方面考慮。
6.1 改進阻燃劑的缺點
阻燃劑在使用過程中存在一些問題,近年來火災時由阻燃劑引起的災害頻頻發(fā)生,對人的生命威脅最大的是阻燃劑產(chǎn)生的煙氣和毒氣。美國對393起建筑火災中1464人的死亡原因所做的分析表明,其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%,被火焰直接燒死的僅占24.4%。因此,隨著人們對降低阻燃材料燃燒過程中產(chǎn)生的煙量和有毒氣體的呼聲日益升高,不斷改進各類阻燃劑自身缺點才能使阻燃劑有更好的發(fā)展前景。6.1.1 有機鹵系阻燃劑
有機鹵系阻燃劑中,溴系阻燃劑以其阻燃效果好、添加量少等優(yōu)點受到人們的青睞,在有機阻燃劑中占有重要地位。相比之下,氯系阻燃劑和鹵化系阻燃劑使用量呈下降趨勢。溴類阻燃劑主要研究發(fā)展方向是:1、開發(fā)揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性好的阻燃增效劑;2、開發(fā)能與熱塑性塑料反應形成交聯(lián)結構的阻燃劑,使其發(fā)揮阻燃作用的同時,還能改善塑料的機械性能;3、開發(fā)性能獨特、毒性低、揮發(fā)性低的高溴含量的阻燃劑。
6.1.2 有機磷系阻燃劑
有機磷系阻燃劑是一種阻燃性能較好的阻燃劑,它具有阻燃增塑雙重功能,并可代替鹵化系阻燃劑,具有一定的發(fā)展前景。近年來,研究人員針對阻燃劑的缺點研究開發(fā)的膨脹型阻燃劑,其活性成分之一為磷。含膨脹型阻燃劑的高聚物熱裂或燃燒時,表面形成一層膨脹炭層,具有阻燃(炭的極限氧指數(shù)達60%)、隔熱、隔氧功能,且生煙量少,也不易形成有毒氣體和腐蝕性氣體,有效地克服了有機磷系阻燃劑的缺點。
6.1.3 無機阻燃劑
無機阻燃劑的主要缺點是在高分子材料中添加量大(一般在50%以上),易導致材料的加工性能和物理性能下降。研究表明,阻燃劑粒徑大小直接影響它所填充材料制品的性能,當添加量一定時,粒徑減小,制品的機械、物理性能指標提高,氧指數(shù)上升,熔滴現(xiàn)象大大減輕,粒徑大小對其性能有很大的影響。因此,粒子的超細化已成為無機阻燃劑的主要發(fā)展趨勢之一。
無機阻燃劑是親水性物質,而高分子材料基體是親油性,兩者互不相容,從而限制了無機阻燃劑的填充量,降低了其分散性。因此,無機阻燃劑在添加之前,必須先經(jīng)過表面改性,改性效果的差異對分散性能有很大影響,影響到材料的性能。當前改性的方法主要是采用偶聯(lián)劑(硅烷、鈦酸酯、硬脂酸等)進行表面改性。探索更好、更可行的粒子表面改性方法是無機阻燃劑發(fā)展的另一個重要趨勢,能使無機阻燃劑有更好的發(fā)展前景。
6.2 開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑
21世紀應著力于開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑。從環(huán)保的角度考慮,國外許多國家已經(jīng)限制了對環(huán)境有污染的阻燃劑的生產(chǎn)和使用。歐洲已經(jīng)開始限制含鹵阻燃劑的銷售,日本禁止使用使電纜燃燒時產(chǎn)生酸性氣體的阻燃劑,美國已制定了采用低鹵電纜包覆層的規(guī)定。不久的未來,含鹵阻燃體系將會被無鹵阻燃體系替代。經(jīng)過研究人員的不斷努力,不斷研制開發(fā)出一些新型的阻燃劑,適應市場對阻燃劑的需求。
6.2.1 膨脹型阻燃劑
膨脹型阻燃劑是近年來國際阻燃領域廣為關注的新型復合阻燃劑。它具備了獨特的阻燃機制和無鹵、低煙、低毒的特性,符合了當今人們保護生態(tài)環(huán)境的要求,是阻燃劑無鹵化的重要途徑。膨脹阻燃系統(tǒng)因其酸源、炭源、氣源--"三源"的協(xié)同作用在燃燒時于材料表面形成致密的多孔泡沫炭層,既可阻止內層高聚物的進一步降解及可燃物向表面的釋放,又可阻止熱源向高聚物的傳遞以及隔絕氧源,從而阻止火焰的蔓延和傳播。與傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑相比,這種阻燃系統(tǒng)在燃燒過程中大大減少了有毒及腐蝕性氣體的生成,因而受到阻燃界的一致推崇,是今后阻燃材料發(fā)展的主流。
6.2.2 納米級阻燃劑
納米技術是近年來倍受人們關注的一門新興科學技術。它是發(fā)展信息技術和解決環(huán)保等各種社會和經(jīng)濟問題所必須的基礎技術之一。納米材料是采用納米技術合成的材料,其粒子的尺寸大小達到納米級別。納米材料技術以其高技術含量、高產(chǎn)品品質的特點而倍受國內外矚目。采用納米技術開發(fā)生產(chǎn)納米級阻燃劑是阻燃劑領域的新產(chǎn)品。如納米級氫氧化鎂,具有純度高、粒度超級細化、阻燃性能好等優(yōu)點,有很好的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
總之,研究開展新型的低毒、低煙霧、無害化、高效阻燃抑煙型阻燃劑是阻燃劑發(fā)展的重要趨勢。近年來合成材料工業(yè)迅速發(fā)展起來,高分子材料廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領域。然而,由于這類材料大都是可燃、易燃物,迫使人們對各種合成材料提出了阻燃的要求。隨著人們對可燃材料的阻燃的重視,阻燃劑研究發(fā)展取得了很大的進步。國外對阻燃劑的研究已進入相對完善的發(fā)展階段,但在國內,阻燃劑還是一個新生的工業(yè)。雖然各種因素制約著阻燃劑的發(fā)展,但近幾年來國內阻燃劑的發(fā)展不斷成熟。當前,阻燃材料的發(fā)展呈現(xiàn)出兩個重要特點:一是阻燃劑需求總量快速增長;二是阻燃劑品種朝著低煙、無毒、無鹵化方向發(fā)展。因此,不斷改進阻燃劑的缺點,開發(fā)出新型低煙、無毒、無鹵化的阻燃劑,可以預言,在全球范圍內阻燃劑將有一個蓬勃發(fā)展的前景。1.發(fā)展非鹵化高性能無機阻燃劑
非鹵化技術的關鍵在于解決固體顆粒的超微細化及表面處理問題,同時要考慮到粒子的形成和分布及純度問題。
2.穩(wěn)定化、多功能及低毒是磷系阻燃劑的發(fā)展方向
磷系阻燃劑大多是液體,因而揮發(fā)性大、耐熱性差是小分子磷系阻燃劑的主要特點。為克服這些缺點,國內外正在努力開發(fā)大分子量的化合物和齊聚物。
3.高分子型嗅系阻燃劑是今后更新?lián)Q代的較好品種
嗅系阻燃劑因發(fā)煙量大而不盡滿意,但由于阻燃效果好,用量少,對產(chǎn)品性能影響小,因此在今后相當長時間內仍是阻燃劑的主要品種。嗅系阻燃劑今后的一個重要方向是向高分子化發(fā)展,以解決遷移性,提高相容性和熱穩(wěn)定性等問題。
4.紅磷是一種有效阻燃劑
紅磷包覆技術在國內外已成為一個研究熱點。近年來紅磷包覆研究主要采用交聯(lián)聚合物或金屬氧化物。
5.膨脹型阻燃體系是新發(fā)展的一種無鹵阻燃體系
該體系具有很高的阻燃性能,在燃燒過程中無滴落、低煙、無毒。這類阻燃劑由酸源、碳源和發(fā)泡源組成。酸源一般是無機酸或是在燃燒時能生成酸的鹽,碳源為碳的多元醇化合物,而發(fā)泡源為胺或酸胺等化合物。
結束語 塑料用阻燃劑在我國具有極大的潛在市場。目前我國阻燃劑無論在品種上還是用量上與發(fā)達國家存在較大差距,隨著國家對塑料阻燃技術要求力度的加強,我國阻燃劑的開發(fā)和發(fā)展將出現(xiàn)更好的廣闊前景。 我國阻燃劑的開發(fā)方向有以下幾個方面:
1.發(fā)展非鹵化高性能無機阻燃劑 <DIV> 非鹵化技術的關鍵在于解決固體顆粒的超微細化及表面處理問題,同時要考慮到粒子的形成和分布及純度問題。 <DIV> 2.穩(wěn)定化、多功能及低毒是磷系阻燃劑的發(fā)展方向 <DIV> 磷系阻燃劑大多是液體,因而揮發(fā)性大、耐熱性差是小分子磷系阻燃劑的主要特點。為克服這些缺點,國內外正在努力開發(fā)大分子量的化合物和齊聚物。 <DIV> 3.高分子型嗅系阻燃劑是今后更新?lián)Q代的較好品種 <DIV> 嗅系阻燃劑因發(fā)煙量大而不盡滿意,但由于阻燃效果好,用量少,對產(chǎn)品性能影響小,因此在今后相當長時間內仍是阻燃劑的主要品種。嗅系阻燃劑今后的一個重要方向是向高分子化發(fā)展,以解決遷移性,提高相容性和熱穩(wěn)定性等問題。 <DIV> 4.紅磷是一種有效阻燃劑 <DIV> 紅磷包覆技術在國內外已成為一個研究熱點。近年來紅磷包覆研究主要采用交聯(lián)聚合物或金屬氧化物。 <DIV> 5.膨脹型阻燃體系是新發(fā)展的一種無鹵阻燃體系 <DIV> 該體系具有很高的阻燃性能,在燃燒過程中無滴落、低煙、無毒。這類阻燃劑由酸源、碳源和發(fā)泡源組成。酸源一般是無機酸或是在燃燒時能生成酸的鹽,碳源為碳的多元醇化合物,而發(fā)泡源為胺或酸胺等化合物。 <DIV> 塑料用阻燃劑在我國具有極大的潛在市場。目前我國阻燃劑無論在品種上還是用量上與發(fā)達國家存在較大差距,隨著國家對塑料阻燃技術要求力度的加強,我國阻燃劑的開發(fā)和發(fā)展將出現(xiàn)更好的廣闊前景。阻燃劑種類繁多,可分為:有機阻燃劑和無機阻燃劑。具代表性的阻燃劑是氯系、溴系、磷系及氫氧化鋁、氫氧化鎂等。有機阻燃劑有三大類,其特點各異。一是氯系阻燃劑:以含氯量較高的氯化石蠟為主,其中主要是氯蠟-52和氯蠟-40。目前氯系阻燃劑正朝著無污染、高純度、高熱穩(wěn)定性、高含氯量方向發(fā)展,其代表產(chǎn)品是氯蠟-70,國外已經(jīng)使用的全氯環(huán)戊癸烷和反應型氯系阻燃劑氯菌酸國內尚無工業(yè)化產(chǎn)品。二是溴系阻燃劑:大多在200℃~300℃下分解,分解時通過捕捉高分子材料降解反應生成的自由基,延緩或終止燃燒的鏈反應,釋放出的HBr是一種難燃氣體,可以覆蓋在材料的表面,起到阻隔表面可燃氣體的作用。溴系阻燃劑的適用范圍廣泛,是目前世界上產(chǎn)量最大的有機阻燃劑之一,主要產(chǎn)品有十溴二苯醚、四澳雙酚A、五溴甲苯和六溴環(huán)十二烷等。三是磷系阻燃劑:也是一種阻燃性能良好的阻燃劑,在全球阻燃劑非鹵化動向的驅使下,國外對此進行了大量的研究。有機磷系阻燃劑主要產(chǎn)品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。含磷無機阻燃劑主要產(chǎn)品有紅磷阻燃劑、磷酸銨鹽、聚磷酸銨等。紅磷的阻燃效果比磷酸酯類的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷無機阻燃劑因其熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)。不產(chǎn)生腐蝕性氣體、效果持久、毒性低等優(yōu)點而獲得廣泛的應用。
無機阻燃劑分解溫度高,除了有阻燃效果外,還有抑制發(fā)煙和氯化氫生成的作用,目前國外工業(yè)發(fā)達國家無機阻燃劑消費量遠遠高于有機阻燃劑。主要使用的品種有氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、三氧化二梯等。氫氧化鋁是集阻燃、抑煙、填充三大功能于一身的阻燃劑,無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好、高溫下不產(chǎn)生有毒氣體,且價格低廉,來源廣泛。氫氧化鎂在340℃~490℃之間分解。熱穩(wěn)定性好,具有良好的阻燃及消煙效果,特別適宜于加工溫度較高的聚烯烴塑料。氫氧化鋁和氫氧化鎂兩者復合使用能相互補充,其阻燃性能比單獨使用效果要好 鹵素阻燃劑的優(yōu)點是用量少、阻燃效率高且適應性廣,但其嚴重缺點是燃燒時生成大量的煙和有毒且具腐蝕性的氣體,危害很大。近幾年開發(fā)無鹵阻燃劑取代鹵素阻燃劑已成為世界阻燃發(fā)展趨勢。研究開發(fā)新型阻燃劑,降低材料燃燒時的煙量及有毒氣體量,成為近年來阻燃領域中的重點研究課題之一。目前采用的抑煙劑主要以金屬氧化物、過渡金屬氧化物為主,主要有硼酸鋅、鋁化合物(三氧化鋁、鉛酸銨)及其復配物、鎂-鋅復合物、二茂鐵、氧化錫、氧化銅等。協(xié)同體系阻燃效果好、成本低,既可阻燃又可抑煙,還具有一些特殊功能,常用的協(xié)同體系主要是鹵-磷、銻-磷、磷-氮等,達到提高阻燃性能的目的。紅磷是主要的阻燃協(xié)效制之一,它對氫氧化鋁、氮等阻燃體系都有協(xié)效作用。
我國的阻燃劑中氯系(主要為氧化石蠟)占65%以上,無機體系僅占阻燃劑的 20%左右,其中有一半為三氧化二銻,而氫氧化鋁、氫氧化鎂還不到10%,國內的鹵系約占整個阻燃劑的80%,而目前國外的阻燃劑均以無機體系為主,占總體的50%以上,并且主要是氫氧化鋁、氫氧化鎂。 近幾年,我國阻燃劑的生產(chǎn)和消費形勢持續(xù)發(fā)晨,2002~2004年年均消費增長率超過20%2002年~2004年我國阻燃劑消費量 單位:萬噸</DIV>| <DIV align=center> </DIV> | <DIV align=center>2002</DIV> | <DIV align=center>2003</DIV> | <DIV align=center>2004</DIV> | <DIV align=center>2005(預計)</DIV> |
| <DIV>阻燃劑消費量</DIV> | <DIV align=center>12.3</DIV> | <DIV align=center>15.9</DIV> | <DIV align=center>18.4</DIV> | <DIV align=center>20.4</DIV> |
從2002年開始,國內阻燃劑消費量急劇上升,增加的市場份額主要來源于兩個方面:電子電器和汽車市場。世界各國對電子電器的阻燃性能日益重視,中國也不例外,特別是我國出口的電子電器產(chǎn)品要求更為嚴格。目前汽車塑料配件在汽車總重量份額中的比例已經(jīng)達到10%左右,特別是汽車塑料內飾件,一般都要求阻燃。這兩個領域占阻燃劑消耗量的80%以上。</DIV><DIV> </DIV><DIV> 考慮到2005年以后我國塑料工業(yè)會有重大的結構調整,未來阻燃塑料將會增加,而且將對塑料提出更嚴格的阻燃要求,所以阻燃塑料在塑料中所占的比例將有所增長,我國阻燃劑市場蘊藏著巨大的潛力。預計未來5年內,我國阻燃劑消費量年均增長率可達到15%。</DIV><DIV> </DIV><DIV> 2.阻燃劑行業(yè)存在的問題及建議</DIV><DIV>
目前,國內的研究和發(fā)展的重點集中在無機阻燃劑、紅磷微膠囊化、膨脹型阻燃劑等領域,并取得了一定的成果。無鹵、高效、低煙、低毒新型阻燃劑是當今阻燃劑的發(fā)展方向。,該行業(yè)一度暢銷國外的溴化環(huán)氧樹脂是一種很好的工程阻燃劑,但歐美等國從環(huán)保等角度出發(fā)已停止該類產(chǎn)品使用,使國內溴化環(huán)氧樹脂生產(chǎn)受到嚴重影響。業(yè)內正全力加快磷類環(huán)氧樹脂阻燃產(chǎn)品的開發(fā)。</DIV><DIV> </DIV><DIV> 盡管溴系阻燃劑不是阻燃劑發(fā)展的方向,特別是在歐洲對于溴系阻燃劑的使用還存在爭議。但是在中國市場,溴系阻燃劑仍然占住最重要的位置。目前溴系阻燃劑在阻燃效果上仍具有無可爭辯的優(yōu)越性能,盡管對溴系阻燃劑存在爭論,但這種爭論要形成全球的共識或者形成政府的禁令,恐怕還需要有十年甚至數(shù)十年的時間。而作為一個產(chǎn)品,在十年里已經(jīng)可以形成一個生產(chǎn)、銷售的循環(huán).[limingxing 在 2007-8-9 21:30:02 編輯過]