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研发出环保阻燃剂是“潜力股”

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2014-4-17 19:42:57
 

  卤系阻燃剂阻燃效果好,但环保性能差,无卤阻燃剂又因添加量过大戴上“低效”的帽子。笔者7月19日从国家防火建筑材料质量建筑检验中心了解到,我国无卤阻燃剂研发取得了重大突破,由辽宁美联复合材料有限公司制造的锁火阻燃剂在实现高效的同时,环保性能也达到了国内领先水平。

  据了解,高分子材料多数易燃,必须添加阻燃剂。阻燃剂主要分为有卤和无卤两大类。有卤阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广,缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体。火灾中,人员极有可能因为吸入有害物质而死亡。因此,市场对于抑烟效果好的无卤阻燃产品的需求日益迫切。但是,无卤阻燃剂需要在添加量很高时才能获得适中的阻燃性,而加入量过高又将影响材料的加工性能和力学性能,阻燃性能与保持或提高材料其他性能存在一定的矛盾。

  国家防火建材质检中心主任赵成刚认为,抑烟是目前对阻燃剂的主要要求。辽宁美联研发的锁火阻燃剂处理过的木材、织物、聚氨酯软泡、聚苯乙烯泡沫板等,氧指数这个评价抑烟性能的关键性指标远高于同类产品。经该产品处理过的阻燃织物烟密度为4.02,目前国内外低于该数据的还未见报道。

  据介绍,少量施用该种阻燃剂于可燃性物质的外层,可形成防火保护层,火烧过程中形成致密坚实的阻火隔离层,从而达到阻燃的目的。因此,在保证优异的抑烟性能的同时,0.5wt%的锁火阻燃剂用量即可达到一些市售产品用量30wt%的阻燃效果,不会影响基体材料的其他性能。

 
  阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要,预防火灾发生,保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用,它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂,广泛应用于装修、灭火、电子产品生产,航天航空等各种领域的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃的作用。

  我国阻燃剂发展的现状:
  随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂,目前的生产能力20万t/a左右,年生产量在15万-17万t之间,年消费量20万t左右。不足部分主要从美国和以色列进口,进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂60余家,能够生产50余种产品,主要为溴磷系列,其中溴系阻燃剂是最重要的系列,约占我国有机阻燃剂的30%。国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少,但近年来发展势头较好,市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构,加大高效环保型阻燃剂的开发。

  目前我国有1000多家企业生产阻燃剂,每年产量近20万吨。粗略估计我国未来发展前景良好,对阻燃剂的需求量未来5年内将超过北美成为最大的阻燃剂消费地。但是,面对我国每年20万吨的生产力,不仅心生疑问,20万吨的阻燃剂大部分的“何去何从”呢?答案其实很简单,目前我国生产量虽然很大,但是大部分的消费于国外,用于进出口。而真正用于我国的阻燃剂占的比重却很小。国内有一批科研院所的阻燃剂研发水平已与先进国家同步,如中国科技大学火灾科学国家重点实验室和四川大学降解与阻燃高分子材料省重点实验室的研发水平就已处于世界前列。

  环保型阻燃剂是“潜力股”
  在防火与环保之间寻找一个平衡点,是未来阻燃剂发展的重要节点。随着人们环保、安全、健康意识的日益增强,世界各国开始把环保阻燃剂作为研究开发和应用的重点,并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类,可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。根据阻燃有效元素又可以将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂,这几种环保阻燃剂都具有广阔的应用前景。

  环保阻燃剂一:无卤阻燃剂
  无卤、低烟、低毒的环保阻燃剂一直是人们追求的目标,近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情,对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析,无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂,无机磷系的聚磷酸铵(app)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等,有机磷系的非卤磷酸酯等。

  后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品。
  环保阻燃剂二:溴系阻燃剂
  溴系阻燃剂的生产和使用已有30多年的历史,目前生产的溴系阻燃剂约有70多种,其中最重要的是十溴二苯醚(dbdpo)、四溴双酚a(tbbpa)和六溴环十二烷(hbcd)等。前两者的产量占溴系阻燃剂的50%左右。一些传统的溴系阻燃剂由于受到日益严格环保要求的压力,迫使用户寻找溴阻燃剂的代用品,同时促进了新阻燃体系的问世。多溴二苯醚等传统溴系阻燃剂市场的萎缩,为溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷等环境友好型溴系阻燃剂产品提供了市场空间。

  环保阻燃剂三:卤—磷阻燃剂
  这类阻燃剂的特征是:分子中同时兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起协同增效作用;分子中的溴含量较低,燃烧过程伴随较少的发烟量,有害性的气体挥发物较少;一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。主要产品品种包括二溴辛戊二醇(dbnpg)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺盐类等。卤—磷系阻燃剂通过利用不同的作用机理,互相补充,达到协同增效的结果。

  在最近几年,国际市场有不少新的阻燃剂或阻燃系统问世。如德国clariant公司开发了两种以次膦酸盐为基的阻燃剂,牌号为exolitop1311和exolitop1312m1,工业规模的生产于2004年底开始。美国大湖(greatlake)公司于2001年推出的reogard1000膨胀型阻燃剂,dsm公司推出的新型三聚氰胺磷酸盐阻燃剂,死海溴化物公司的safron系列,瑞士汽巴(ciba)公司的flamestabnorll6及tin2uvifr等。这类产品国内尚未有工业生产。综上所述,我国环保型阻燃剂虽有一定量的生产,但尚未形成规模,在阻燃剂产品中所占的比例较小。我国阻燃剂发展应定位于环保、高效性的品种,加大新型环保阻燃剂的研发,通过产品结构调整,扩大环保型阻燃剂所占的比例,才能在未来竞争中立于不败之地。

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