國內(nèi)阻燃劑的品種和消費量還是以有機阻燃劑為主，無機阻燃劑生產(chǎn)和消費量還較少，但近年來發(fā)展勢頭較好，市場潛力較大。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環(huán)境和人的危害是不可忽視的。環(huán)保問題是助劑開發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點，所以國內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加大高效環(huán)保型阻燃劑的開發(fā)。www.cqhongluan.cn
環(huán)保型阻燃劑應(yīng)用和生產(chǎn)現(xiàn)狀
隨著人們環(huán)保、安全、健康意識的日益增強，世界各國開始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開發(fā)和應(yīng)用的重點，并已經(jīng)取得了一定的成果。阻燃劑按有效元素分類，可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。本文根據(jù)阻燃有效元素將阻燃劑分為無鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵—磷協(xié)同阻燃劑及其他阻燃劑四個種類，分別介紹其中幾種環(huán)保且具有應(yīng)用前景的阻燃劑。
無鹵阻燃劑
無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑一直是人們追求的目標，近年來全球一些阻燃劑供應(yīng)和應(yīng)用商對阻燃無鹵化表現(xiàn)出較高熱情，對無鹵阻燃劑及阻燃材料的開發(fā)也投入了很大的力量。據(jù)分析，無鹵阻燃劑主要品種為磷系阻燃劑及無機水合物。前者主要包括紅磷阻燃劑，無機磷系的聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等，有機磷系的非鹵磷酸酯等。后者主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性材料如水滑石等。聚磷酸銨、水滑石為該系列環(huán)保型且市場前景較好的代表產(chǎn)品，以下就這兩種產(chǎn)品展開分析。
聚磷酸銨
聚磷酸銨(ammoniumpolyphosphate，簡稱為APP)是長鏈狀含磷、氮的無機聚合物，其分子通式為：(NH4P03)n。由于其具有化學穩(wěn)定性好、吸濕性小、分散性優(yōu)良、比重小、毒性低等優(yōu)點，近年來廣泛用于塑料、橡膠、纖維作阻燃處理劑；還可用于配制膨脹性防火涂料，用于船舶、火車、電纜及高層建筑的防火處理；也用于生產(chǎn)干粉滅火劑，用于煤田、油井、森林大面積滅火；此外，還可作肥料用。聚磷酸銨的聚合度是決定其作為阻燃劑產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，聚合度越高，阻燃防火效果越好。國內(nèi)已經(jīng)有聚合度超過100的產(chǎn)品，而國外APP(聚磷酸銨)的聚合度在500以上已是常見。國內(nèi)聚磷酸銨研制始于1978年，經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國聚磷酸銨生產(chǎn)已具有一定的基礎(chǔ)，基本上適應(yīng)了國內(nèi)市場的需要。2005年我國聚磷酸銨產(chǎn)量超過2萬t，除滿足國內(nèi)需求外還有少量出口。我國聚磷酸銨生產(chǎn)能力主要集中于西南、華東和中南地區(qū)，以西南地區(qū)產(chǎn)量最大，其次為華東和中南地區(qū)。華北÷東北、西北等地區(qū)很少有聚磷酸銨生產(chǎn)。
溴系阻燃劑
溴系阻燃劑的生產(chǎn)和使用已有30多年的歷史，目前生產(chǎn)的溴系阻燃劑約有70多種，其中最重要的是十溴二苯醚(DBDPO)、四溴雙酚A(TBBPA)和六溴環(huán)十二烷(HBCD)等。前兩者的產(chǎn)量占溴系阻燃劑的50%左右。一些傳統(tǒng)的溴系阻燃劑由于受到日益嚴格環(huán)保要求的壓力，迫使用戶尋找溴阻燃劑的代用品，同時促進了新阻燃體系的問世。多溴二苯醚等傳統(tǒng)溴系阻燃劑市場的萎縮，為溴化環(huán)氧樹脂、十溴二苯乙烷等環(huán)境友好型溴系阻燃劑產(chǎn)品提供了市場空間。
十溴二苯乙烷
十溴二苯乙烷(DBPE)由美國Albermale公司率先開發(fā)，其相對分子質(zhì)量、熱穩(wěn)定性和溴含量與DBDPO相當，但不屬于多溴二苯醚系統(tǒng)的阻燃劑，在燃燒過程中不產(chǎn)生多溴苯對位二嗯英(PBDD)和多溴二苯呋喃(PBDF)，同時也符合德國有關(guān)二嚅英的條令和美國環(huán)保局的規(guī)定。而且十溴二苯乙烷的耐熱性、耐光性和不易滲析性等特點都優(yōu)于十溴二苯醚。其阻燃的塑料可以回收使用，這是眾多溴系阻燃劑所不具備的特點。目前該產(chǎn)品已在多種工程塑料，如ABS、PBT、PA和HIPS中應(yīng)用，效果良好。
溴化環(huán)氧樹脂
溴化環(huán)氧樹脂由于具有優(yōu)良的熔流速率、較高的阻燃效率、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，又能使被阻燃材料具有良好的物理機械性能、不起霜，從而被廣泛地應(yīng)用于PBT、PET、ABS、尼龍-66等工程塑料、熱塑性塑料以及PC/ABS塑料合金的阻燃處理中。溴化環(huán)氧樹脂按相對分子質(zhì)量分為低、中、高三大類，按端基結(jié)構(gòu)又可分為EP型、EC型，可分別應(yīng)用于不同的塑料材料中。
近年來，我國溴化環(huán)氧樹脂發(fā)展迅速，尤其改變了含溴量低、相對分子質(zhì)量小，只能用作絕緣灌封材料等缺點。目前我國溴化環(huán)氧樹脂技術(shù)可根據(jù)阻燃處理高聚物的相對分子質(zhì)量，生產(chǎn)與之相匹配的產(chǎn)品，以達到最佳阻燃效果和優(yōu)良的阻燃性能。
鹵—磷阻燃劑
這類阻燃劑的特征是：分子中同時兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起協(xié)同增效作用；分子中的溴含量較低，燃燒過程伴隨較少的發(fā)煙量，有害性的氣體揮發(fā)物較少；一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯類阻燃劑揮發(fā)性大、抗遷移性差和抗熱老化性欠佳的缺點。主要產(chǎn)品品種包括二溴辛戊二醇(DBNPG)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺鹽類等。鹵—磷系阻燃劑通過利用不同的作用機理，互相補充，達到協(xié)同增效的結(jié)果。
環(huán)保型阻燃劑前景分析
2004年，全球塑料產(chǎn)量達到2.10億t，2005年在2.1億-2.2億to亞洲塑料產(chǎn)量在各大洲中增長速度最高。目前，全球塑料年產(chǎn)量超過1000萬t的國家有5個，即中國、美國、德國、日本和韓國。阻燃塑料中阻燃劑用量一般在8%左右，可見全球?qū)ψ枞紕┑男枨罅渴求@人的。我國塑料產(chǎn)量增長十分迅速，是繼美國之后的世界第二大塑料消費國，2005年產(chǎn)量為2200萬to2003年，美國、西歐及亞洲三大阻燃劑市場的銷售量為132萬-135萬t，2005年估計140萬-145萬t。1998—2005年銷售量的年平均增長率為3%左右。2005年美國阻燃劑總用量57萬-58萬t，近10年來年平均增長率為2.8%-3.6%。因此，國內(nèi)外阻燃劑總體市場前景較好。 由于溴系列阻燃劑為阻燃領(lǐng)域傳統(tǒng)品種，地位顯著以及歷史背景和性能價格優(yōu)勢，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，恐怕還需要一段時間，國內(nèi)外科研人員依然對溴系阻燃劑的新產(chǎn)品研制充滿熱情。由于無機阻燃劑需要添加的量很大、勢必對高聚物的物理機械性能產(chǎn)生非常大的影響、這就要求對無機阻燃劑作出處理。但是，隨著人們對環(huán)境越來越重視，無鹵阻燃將會成為第一選擇，尤其是一些具有優(yōu)良分散性和特殊性能的新型無機阻燃劑或協(xié)同阻燃劑將具有良好的發(fā)展前景和市場空間。
我國的阻燃行業(yè)處在一個生產(chǎn)結(jié)構(gòu)重組和轉(zhuǎn)型時期，一部分阻燃劑會退出歷史舞臺；另一部分替代品將問世。溴系阻燃劑仍將在十數(shù)年內(nèi)大規(guī)模使用，但隨著環(huán)保壓力增大，新型綠色環(huán)保阻燃劑必將成為今后研究開發(fā)的熱點，并且隨著下游市場需求的增加。我國阻燃劑行業(yè)將會迎來一個繁榮發(fā)展的時期。
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