中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)在線消息,面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保、安全要求,在應(yīng)用更趨廣泛的塑料、樹(shù)脂領(lǐng)域,新型阻燃劑異軍突起,無(wú)鹵、高效、低煙、低毒已成為其發(fā)展方向。塑料和樹(shù)脂的消費(fèi)愈來(lái)愈廣泛地進(jìn)入生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域,但與此同時(shí)由于塑料和樹(shù)脂的可燃性引起的火災(zāi)也帶來(lái)了人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此從60年代起,一些發(fā)達(dá)國(guó)家即開(kāi)始生產(chǎn)和應(yīng)用阻燃塑料。70年代,國(guó)外阻燃劑的消費(fèi)量和品種快速增長(zhǎng),年增長(zhǎng)率為6~8%。目前阻燃劑的消費(fèi)量已躍居塑料助劑第二位,成為僅次于增塑劑的大品種。 我國(guó)阻燃料學(xué)的研究起步較晚,1985年國(guó)內(nèi)的阻燃劑品種只有40多種。產(chǎn)量約為5000噸,僅為美國(guó)阻燃劑年產(chǎn)量的十分之一;但到1998年,國(guó)內(nèi)阻燃劑的年產(chǎn)量已達(dá)7萬(wàn)多噸,2000年需求量達(dá)9萬(wàn)多噸,目前年生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)13萬(wàn)噸左右。我國(guó)阻燃劑產(chǎn)品中氯系占69%,無(wú)機(jī)體系僅占阻燃劑的17%左右,其中有一半為二氧化二銻,而氫氧化鋁、氫氧化鎂還不到10%;鹵系約占整個(gè)阻燃劑的80%。與國(guó)外阻燃劑以無(wú)機(jī)體系為主(占總體的50~60%),主要品種是氫氧化鋁和氫氧化鎂的現(xiàn)狀比,結(jié)構(gòu)還有待優(yōu)化。據(jù)專(zhuān)家介紹,阻燃劑種類(lèi)繁多,可分為:有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)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(jī)阻燃劑有三大類(lèi),其特點(diǎn)各異。
一是氯系阻燃劑:以含氯量較高的氯化石蠟為主,其申主要是氯蠟-52和氯蠟-40。目前氯系阻燃劑正朝著無(wú)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(guó)外已經(jīng)使用的全氯環(huán)戊癸烷和反應(yīng)型氯系阻燃劑氯菌酸國(guó)內(nèi)尚無(wú)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(shí)通過(guò)捕捉高分子材料降解反應(yīng)生成的自由基,延緩或終止燃燒的鏈反應(yīng),釋放出的HBr是一種難燃?xì)怏w,可以覆蓋在材料的表面,起到阻隔表面可燃?xì)怏w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(jī)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(dòng)向的驅(qū)使下,國(guó)外對(duì)此進(jìn)行了大量的研究。有機(jī)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(lèi)的特點(diǎn)是具有阻燃與增塑雙重功能。含磷無(wú)機(jī)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(lèi)的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷無(wú)機(jī)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(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。
無(wú)機(jī)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)機(jī)阻燃劑消費(fèi)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)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(wú)毒、無(wú)腐蝕、穩(wěn)定性好、高溫下不產(chǎn)生有毒氣體,且價(jià)格低廉,來(lái)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(fù)合使用能相互補(bǔ)充,其阻燃性能比單獨(dú)使用效果要好。 鹵素阻燃劑的優(yōu)點(diǎn)是用量少、阻燃效率高且適應(yīng)性廣,但其嚴(yán)重缺點(diǎn)是燃燒時(shí)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(kāi)發(fā)無(wú)鹵阻燃劑取代鹵素阻燃劑已成為世界阻燃發(fā)展趨勢(shì)。研究開(kāi)發(fā)新型阻燃劑,降低材料燃燒時(shí)的煙量及有毒氣體量,成為近年來(lái)阻燃領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究課題之一。
目前采用的抑煙劑主要以金屬氧化物、過(guò)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(fù)配物、鎂-鋅復(fù)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(dá)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(duì)氫氧化鋁、氮等阻燃體系都有協(xié)效作用。