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了解未来阻燃产品发展的方向阻燃剂发展前景广阔

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2014-4-16 19:43:08
 

  阻燃剂的种类:目前主要有有机和无机,卤素和非卤。
  阻燃剂的判定标准是什么:1:任何检测试样上经点燃后不应有燃烧蔓延至织物边沿或是织物上端。2:任何检测样中经点燃后不应有破洞形成。3:任何检测样中经点燃不应有燃烧熔滴或是熔融物坠落。4:延燃时间须小于等于2秒。5:阻燃时间须大于等于2秒。
阻燃剂的成分:有机阻燃剂是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。

  一、溴系:
  溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势,虽然在环保问题上“非议”多端但一直难以有其他阻燃剂体系取代。

  二、红磷:
  在非卤素阻燃剂中,红磷是一种较好的阻燃剂,具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点。
红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使 用,制成复合型磷/镁、磷/铝、磷/石墨等非卤阻燃剂,可使用阻燃剂量大幅降低,从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。但普通红磷在空气中易氧化、吸湿,容易引起粉尘爆炸,运输困难,与高分子材料相溶性差等缺陷,应用范围受到了限制。

  目前正在进行欧盟风险评估的阻燃剂还有四种氯磷阻燃剂(TCEP、TCPP、TDCP和V-6)主要用于聚氨酯泡沫。针对TCEP的欧盟风险评估已 经完成,有待公布;针对TCPP、TDCP以及V-6的风险评估人类健康与环境部分目前仍在进行中。同时,也在进行更多测试以及数据收集工作。其中一些风 险评估有望在2006年完成,而其他评估则会在2007年完成。Sb2O3主要用作为卤化阻燃剂或弹性体的一种增效剂。目前,欧盟风险评估的人类健康与环 境部分仍在进行中。有关人类健康部分的新讨论在今年6月进行,环境部分有望在年底前完成。

  六溴环十二烷主要用于建筑工程中纺织材料背面涂层的聚苯乙烯隔热板。目前,欧盟风险评估的人类健康与环境部分都还在进行中。欧盟资助的内分泌紊乱化 学物质研究发现,六溴环十二烷和四溴双酚A未引起担忧。阻燃剂对内分泌影响的综合风险评估项目结论也显示六溴环十二烷和四溴双酚A的一般健康与毒性参数 (行为、生存、生长速度以及相关肝脏与生殖腺质量等)未受到影响。任何一种化学物质对人体和环境都会有利有弊,怎样趋利避害,关键在于如何管理和正确使用,对于阻燃剂的应用更是这样。我们应该以风险评估结论为基 础,本着科学的态度,让阻燃剂在保障人类生命和财产安全中发挥应有的作用。公安部明年起施行——公共场所阻燃制品阻燃标准。由公安部制定的《公共场所阻燃 制品及组件燃烧性能要求及标识》标准将于明年初开始正式施行,其中对塑料制品阻燃性能提出了更高要求。该标准是公安部为了有效控制公共场所发生火灾时造成 人员伤亡和财产损失而制定的,由全国消防标准化技术委员会防火材料分委员会归口管理。该标准明确了公共场所用阻燃制品及组件的定义及分类、燃烧性能要求及 标识等内容,规定了公共场所使用的建筑制品、铺地材料、电线电缆、插座、开关、灯具、家电外壳等塑料制品以及座椅、沙发、床垫中使用的保温隔热层及泡沫塑 料的燃烧性能,提出了相应的阻燃标准等级要求。

   早在19世纪初,人们已研制出了多种阻燃剂。随着合成工业领域的不断拓宽及阻燃法规的不断完善,从六十年代开始,阻燃剂经历了一个蓬勃发展的阶段。

  现代工业不断发展,塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料得到广泛的应用。因为,这些有机高分子化合物绝大多数都是可燃的,且燃烧时可产生大量致命的有毒气体,所以,提高合成材料的抗燃性,最有效的方法是加入阻燃剂。对此,以阻燃为目的阻燃剂研究及材料阻燃技术近几年得到长足发展,至今天已成为世界工业体系的重要组成部分之一。本文将阐述阻燃剂的现状应用和发展趋势。以美国为例,六十年代至今,其阻燃剂消耗量增加了30倍左右。日本的阻燃剂工业起步较晚,但发展较快,1980年和1982年阻燃剂消费量为6万吨和7.3万吨,到1996年达15.4万吨,15年间增长了两倍多。西欧由于缺乏立法,限制了阻燃技术的发展,1988年以前的阻燃剂市场一直处于停滞不前的状态。目前英、德等国已立法,西欧各国阻燃剂消费量迅速上涨。

  相比之下,我国阻燃剂开发较晚,起步于50年代,六、七十年代基本上处于停滞状态,只研制了四溴乙烷三磷酸酯等少量产品。进入80年代才开始飞速发展,85年产量为5KT,现在阻燃剂的总产量在10万吨左右。到目前为止,我国从事阻燃剂研制的单位已达50余家,研制的阻燃剂品种120余种。但在开发新产品方面有待于进一步提高,而且阻燃剂产品暂时还没形成竞争的商业市场,这在某种程度上束缚了阻燃剂的发展。但这种情况正在得到改善,不仅是公安部而且各类高校和科研所近几年来都投入了很大的力量进行阻燃剂方面的开发。

  目前我国已能生产无机系、磷系、溴系和氯系四大类阻燃剂。
  (一)无机阻燃剂。
  目前,国内对无机阻燃剂的开发和应用较为广泛,已研制了包括水合氧化铝系、硼系、钼系、无机磷系及锌、镁与过渡金属氧化物等约19个品种,美国Alcan化学品公司开发的BAX1091FM系列和超细硼酸锌HcmetandZ系列在提高阻燃性和消烟性的同时也改善产品的加工性能和机械性能。无机阻燃剂主要指一些金属的氢氧化物和氧化物的水合物,这些化合物受热分解吸收大量热,使聚合物表面温度降低,同时分解产生水蒸汽有蓄热和释放高分子表面气体浓度的作用。在非卤素阻燃剂中,无机阻燃剂是重要组成部分,它占阻燃剂市场上的很大份额,日本1998年市场需求量为74850吨,占全部阻燃剂需求量的43%。值得一提的是,我国锑矿资源丰富且科研实力雄厚,这就为我国锑系阻燃剂的开发提供了广阔的前景。

  (二)卤素阻燃剂。
  表面覆盖机理:卤化氢是一种难燃的气体,密度比空气大,可以在高分子材料表面形成屏障,使可燃性气体浓度下降,从而减慢燃烧速度甚至使火焰熄灭。卤素阻燃剂在受热时分解产生卤化氢HX,HX通过两种机理起阻燃作用,即自由基机理:消耗高分子降解产生的自由基HO,使其浓度降低,从而延缓或中断燃烧的链反应;通常卤素阻燃剂主要是溴系和氯系两大类。溴系阻燃剂因其用量少、热稳定性好和阻燃效率高而成为目前世界上产量最大的阻燃剂之一,而氯系虽与溴系同属卤系,但其阻燃效率比溴系差。近20年来氯系阻燃剂已逐渐被溴系阻燃剂所代。尽管卤素阻燃剂仍是最重要的产品之一,相关产品研究仍在进行,但由于它在燃烧时释放出有毒烟雾,造成二次危害,使人们去研究新型阻燃剂——无卤阻燃剂。

  (三)磷系阻燃剂。
  一般磷系包括无机磷系和有机磷系。无机磷系阻燃剂包括红磷、磷酸铵盐和聚磷酸铵;有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和膦盐等系列。 含磷化合物存在许多氧化态,它们的受热分解产物具有强烈的脱水作用,使所覆盖的聚合物表面炭化,形成炭膜,起到阻燃作用。磷系阻燃剂还有增塑功能,它可使阻燃剂实现无卤化。

  (四)膨胀型阻燃剂(IFR)。
  从总体上来看,IFR体系还处于开发阶段,现有IFR体系普遍存在着添加量大,吸湿严的缺点,还有待于进一步完善。IFR是一种新型的阻燃体系,以磷和氮为有效阻燃组分不含卤素,也不必采用氧化锑为协效剂.含有这种阻燃剂的高聚物受热时,表面能生成一层均匀的炭质泡沫层,此层能隔热、隔氧、抑烟等,并能防止熔滴,因而具有良好的阻燃性能。IFR体系一般是由酸源、碳源及气源组成。通常有混合型和单体型(三源同存于单一分子内)两种。为此人们做了大量的工作,有效地弥补了IFR使高分子材料使用性能下降的不足,所以有很大的发展前景。

  
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