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全球常用的阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-18 10:19:23
阻燃剂的生产和应用在经历了八十年代初的蓬勃发展后,已进入稳步发展阶段。全球阻燃剂消费量超100万吨,其中全球常用的阻燃剂85%为添加型阻燃剂,15%为反应型阻燃剂。美国、西欧及日本是世界三大阻燃剂市场。

其中,美国占全球市场总量的40%,西欧约30%,日本约20%。1989-1998年间,美国、西欧及日本阻燃剂消费量的年均增长率分别为2.8%-3.6%、3%-4%及3.8%,在此期间全球阻燃剂市场年均增长率约为3.5%-4%。

据分析预测,今后几年全球阻燃剂消费量的增长情况将与前几年相仿,至2003年,全球阻燃剂用量将增至140万吨左右。据粗略估计,全球常用的阻燃剂65%-70%用于阻燃塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材。电子/电气、运输、建材、家具、纺织为全球常用的阻燃剂几大用户。

织物阻燃剂的种类也是有几大类的,一般用作阻燃剂的化合物通常有:含磷化合物、含磷和氮化合物、铵盐、金属盐、硼酸及其化合物、金属氧化物(尤其是锑的三氧化物)与含卤素的化合物(如六溴环十二烷或含氯化合物)、含硫化合物、六氟锆酸钾和六氟钛酸钾,以及易形成支架的膨胀含碳化合物。

目前常用的阻燃剂主要是有机卤系、有机磷系和无机系三大类。近年来,部分现有阻燃剂被不同程度限用。例如,最早禁用的阻燃剂是三-(氟杂环丙基)氧化膦(tepa),本身剧毒,并有致癌性。

1997年美国癌症研究所发现三-(2,3-二溴丙基)膦酸酯(tris)有致癌性和剧毒作用。欧盟针对阻燃剂的禁用是根据欧盟危险品及相关修正案的有79/663/ec、83/264/eec和2003/11/ec三个法规,都是涉及与人体直接接触的纺织品所用的阻燃剂。79/663/ec列入的禁用阻燃剂有:tris,tepa,多溴联苯(pbb)、五溴二苯醚(pb鄄dpe) 和八溴二苯醚(obdpe)。

在上述禁用阻燃剂中,tepa、tris和pbb在oeko-texstandard100的2002年版已经列入禁用,2005年的修订本中除了以上三个阻燃剂重申禁用外,又增加了pbdpe和obdpe两个多溴二苯醚。

而很多磷阻燃剂都可在气相和凝聚相同时发挥阻燃作用,包括抑制火焰、熔流耗热、含磷酸形成的表面屏障、酸催化成碳、碳层的隔热和隔氧等,这些作用因素对阻燃的相对贡献和被阻燃高聚物的类别和火灾条件有关,但在很多情况下,都涉及磷阻燃剂的多种作用模式。


,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。


在凝聚相,磷在燃烧时生成磷酸,在更高温度下生成偏磷酸,磷酸和偏磷酸都是脱水剂,使聚合物直接脱水炭化,避免可燃性气体的生成?同时在燃烧织物表面形成焦炭层,它一方面可以阻隔燃烧性气体和火焰前沿的接触,另一方面又将空气和热从燃烧织物表面隔开,从阻止织物的继续燃烧。对含氧的纤维素织物,磷系阻燃剂的阻燃效果非常不错。

磷系阻燃剂是阻燃剂中的一个大家族,它广泛应用于各种材料的阻燃,包括塑料、橡胶、纸张、木材、涂料及纺织品等,在阻燃领域具有非常重要的地位,其用量仅次于卤系阻燃剂。

无机磷阻燃剂很早就应用于纤维素织物的阻燃,其品种主要包括红磷、磷酸铵、磷酸钠、磷酸铁等。早在1786年,磷酸铵就已被用作阻燃剂使用。磷酸二氢铵和硼酸组成的混合物用于织物纤维的阻燃,效果不错;磷酸二氢铵、硼酸和钨酸钠组成的混合物对织物的阻燃也非常有效。

这些无机阻燃剂价格低廉,易溶于水,因此整理方法简单,但也有添加量大、手感差、耐洗性差等缺点。无机磷阻燃剂中的一个重要品种就是聚磷酸铵盐,聚磷酸铵盐可分为低分子量和高分子量两种,前者在纤维素纤维的阻燃中应用较为广泛。低分子量的聚磷酸铵盐为可溶性盐,对纤维素织物进行阻燃整理时,它经常和尿素混合使用以增强阻燃效果。

有机氮系阻燃剂阻燃机理为:(1)受热放出CO2、NH3、N2气体和H2O,降低了空气中氧和高聚物受热分 解时产生的可燃气体浓度;(2)生成的不然性气体,带走了一部分热量,降低了聚合物表面的温度;(3)生成的N2能捕获自由基,抑制高聚物的连锁反应,从而阻止燃烧。最常用的氮系有机阻燃剂是三聚氰胺,单独使用效果并不太好,需和聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃剂复合使用。

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