中國環(huán)氧樹脂行業(yè)在線消息,面對越來越嚴(yán)格的環(huán)保、安全要求,在應(yīng)用更趨廣泛的塑料、樹脂領(lǐng)域,新型阻燃劑異軍突起,無鹵、高效、低煙、低毒已成為其發(fā)展方向。塑料和樹脂的消費愈來愈廣泛地進入生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域,但與此同時由于塑料和樹脂的可燃性引起的火災(zāi)也帶來了人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此從60年代起,一些發(fā)達(dá)國家即開始生產(chǎn)和應(yīng)用阻燃塑料。70年代,國外阻燃劑的消費量和品種快速增長,年增長率為6~8%。目前阻燃劑的消費量已躍居塑料助劑第二位,成為僅次于增塑劑的大品種。 我國阻燃料學(xué)的研究起步較晚,1985年國內(nèi)的阻燃劑品種只有40多種。產(chǎn)量約為5000噸,僅為美國阻燃劑年產(chǎn)量的十分之一;但到1998年,國內(nèi)阻燃劑的年產(chǎn)量已達(dá)7萬多噸,2000年需求量達(dá)9萬多噸,目前年生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)13萬噸左右。我國阻燃劑產(chǎn)品中氯系占69%,無機體系僅占阻燃劑的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%;鹵系約占整個阻燃劑的80%。與國外阻燃劑以無機體系為主(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)專家介紹,阻燃劑種類繁多,可分為:有機阻燃劑和無機阻燃劑。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。
有機阻燃劑有三大類,其特點各異。
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內(nèi)尚無工業(yè)化產(chǎn)品。
二是溴系阻燃劑:大多在200℃~300℃下分解,分解時通過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向的驅(qū)使下,國外對此進行了大量的研究。有機磷系阻燃劑主要產(chǎn)品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。含磷無機阻燃劑主要產(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的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷無機阻燃劑因其熱穩(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)點而獲得廣泛的應(yīng)用。
無機阻燃劑分解溫度高,除了有阻燃效果外,還有抑制發(fā)煙和氯化氫生成的作用,目前國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家無機阻燃劑消費量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機阻燃劑。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,無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好、高溫下不產(chǎn)生有毒氣體,且價格低廉,來源廣泛。
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)合使用能相互補充,其阻燃性能比單獨使用效果要好。 鹵素阻燃劑的優(yōu)點是用量少、阻燃效率高且適應(yīng)性廣,但其嚴(yán)重缺點是燃燒時生成大量的煙和有毒且具腐蝕性的氣體,危害很大。近幾年開發(fā)無鹵阻燃劑取代鹵素阻燃劑已成為世界阻燃發(fā)展趨勢。研究開發(fā)新型阻燃劑,降低材料燃燒時的煙量及有毒氣體量,成為近年來阻燃領(lǐng)域中的重點研究課題之一。
目前采用的抑煙劑主要以金屬氧化物、過渡金屬氧化物為主,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,它對氫氧化鋁、氮等阻燃體系都有協(xié)效作用。