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了解未來阻燃產品發(fā)展的方向阻燃劑發(fā)展前景廣闊

來源:邵君( 先生,國內國際部經理 ) 發(fā)布時間:2014-4-16 19:43:08
 

  阻燃劑的種類:目前主要有有機和無機,鹵素和非鹵。
  阻燃劑的判定標準是什么:1:任何檢測試樣上經點燃后不應有燃燒蔓延至織物邊沿或是織物上端。2:任何檢測樣中經點燃后不應有破洞形成。3:任何檢測樣中經點燃不應有燃燒熔滴或是熔融物墜落。4:延燃時間須小于等于2秒。5:阻燃時間須大于等于2秒。
阻燃劑的成分:有機阻燃劑是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑,無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。

  一、溴系:
  溴系阻燃劑在有機阻燃體系中占據絕對優(yōu)勢,雖然在環(huán)保問題上“非議”多端但一直難以有其他阻燃劑體系取代。

  二、紅磷:
  在非鹵素阻燃劑中,紅磷是一種較好的阻燃劑,具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點。
紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機阻燃劑復配使 用,制成復合型磷/鎂、磷/鋁、磷/石墨等非鹵阻燃劑,可使用阻燃劑量大幅降低,從而改善塑料制品的加工性能和物理機械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕,容易引起粉塵爆炸,運輸困難,與高分子材料相溶性差等缺陷,應用范圍受到了限制。

  目前正在進行歐盟風險評估的阻燃劑還有四種氯磷阻燃劑(TCEP、TCPP、TDCP和V-6)主要用于聚氨酯泡沫。針對TCEP的歐盟風險評估已 經完成,有待公布;針對TCPP、TDCP以及V-6的風險評估人類健康與環(huán)境部分目前仍在進行中。同時,也在進行更多測試以及數據收集工作。其中一些風 險評估有望在2006年完成,而其他評估則會在2007年完成。Sb2O3主要用作為鹵化阻燃劑或彈性體的一種增效劑。目前,歐盟風險評估的人類健康與環(huán) 境部分仍在進行中。有關人類健康部分的新討論在今年6月進行,環(huán)境部分有望在年底前完成。

  六溴環(huán)十二烷主要用于建筑工程中紡織材料背面涂層的聚苯乙烯隔熱板。目前,歐盟風險評估的人類健康與環(huán)境部分都還在進行中。歐盟資助的內分泌紊亂化 學物質研究發(fā)現,六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A未引起擔憂。阻燃劑對內分泌影響的綜合風險評估項目結論也顯示六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A的一般健康與毒性參數 (行為、生存、生長速度以及相關肝臟與生殖腺質量等)未受到影響。任何一種化學物質對人體和環(huán)境都會有利有弊,怎樣趨利避害,關鍵在于如何管理和正確使用,對于阻燃劑的應用更是這樣。我們應該以風險評估結論為基 礎,本著科學的態(tài)度,讓阻燃劑在保障人類生命和財產安全中發(fā)揮應有的作用。公安部明年起施行——公共場所阻燃制品阻燃標準。由公安部制定的《公共場所阻燃 制品及組件燃燒性能要求及標識》標準將于明年初開始正式施行,其中對塑料制品阻燃性能提出了更高要求。該標準是公安部為了有效控制公共場所發(fā)生火災時造成 人員傷亡和財產損失而制定的,由全國消防標準化技術委員會防火材料分委員會歸口管理。該標準明確了公共場所用阻燃制品及組件的定義及分類、燃燒性能要求及 標識等內容,規(guī)定了公共場所使用的建筑制品、鋪地材料、電線電纜、插座、開關、燈具、家電外殼等塑料制品以及座椅、沙發(fā)、床墊中使用的保溫隔熱層及泡沫塑 料的燃燒性能,提出了相應的阻燃標準等級要求。

   早在19世紀初,人們已研制出了多種阻燃劑。隨著合成工業(yè)領域的不斷拓寬及阻燃法規(guī)的不斷完善,從六十年代開始,阻燃劑經歷了一個蓬勃發(fā)展的階段。

  現代工業(yè)不斷發(fā)展,塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料得到廣泛的應用。因為,這些有機高分子化合物絕大多數都是可燃的,且燃燒時可產生大量致命的有毒氣體,所以,提高合成材料的抗燃性,最有效的方法是加入阻燃劑。對此,以阻燃為目的阻燃劑研究及材料阻燃技術近幾年得到長足發(fā)展,至今天已成為世界工業(yè)體系的重要組成部分之一。本文將闡述阻燃劑的現狀應用和發(fā)展趨勢。以美國為例,六十年代至今,其阻燃劑消耗量增加了30倍左右。日本的阻燃劑工業(yè)起步較晚,但發(fā)展較快,1980年和1982年阻燃劑消費量為6萬噸和7.3萬噸,到1996年達15.4萬噸,15年間增長了兩倍多。西歐由于缺乏立法,限制了阻燃技術的發(fā)展,1988年以前的阻燃劑市場一直處于停滯不前的狀態(tài)。目前英、德等國已立法,西歐各國阻燃劑消費量迅速上漲。

  相比之下,我國阻燃劑開發(fā)較晚,起步于50年代,六、七十年代基本上處于停滯狀態(tài),只研制了四溴乙烷三磷酸酯等少量產品。進入80年代才開始飛速發(fā)展,85年產量為5KT,現在阻燃劑的總產量在10萬噸左右。到目前為止,我國從事阻燃劑研制的單位已達50余家,研制的阻燃劑品種120余種。但在開發(fā)新產品方面有待于進一步提高,而且阻燃劑產品暫時還沒形成競爭的商業(yè)市場,這在某種程度上束縛了阻燃劑的發(fā)展。但這種情況正在得到改善,不僅是公安部而且各類高校和科研所近幾年來都投入了很大的力量進行阻燃劑方面的開發(fā)。

  目前我國已能生產無機系、磷系、溴系和氯系四大類阻燃劑。
  (一)無機阻燃劑。
  目前,國內對無機阻燃劑的開發(fā)和應用較為廣泛,已研制了包括水合氧化鋁系、硼系、鉬系、無機磷系及鋅、鎂與過渡金屬氧化物等約19個品種,美國Alcan化學品公司開發(fā)的BAX1091FM系列和超細硼酸鋅HcmetandZ系列在提高阻燃性和消煙性的同時也改善產品的加工性能和機械性能。無機阻燃劑主要指一些金屬的氫氧化物和氧化物的水合物,這些化合物受熱分解吸收大量熱,使聚合物表面溫度降低,同時分解產生水蒸汽有蓄熱和釋放高分子表面氣體濃度的作用。在非鹵素阻燃劑中,無機阻燃劑是重要組成部分,它占阻燃劑市場上的很大份額,日本1998年市場需求量為74850噸,占全部阻燃劑需求量的43%。值得一提的是,我國銻礦資源豐富且科研實力雄厚,這就為我國銻系阻燃劑的開發(fā)提供了廣闊的前景。

  (二)鹵素阻燃劑。
  表面覆蓋機理:鹵化氫是一種難燃的氣體,密度比空氣大,可以在高分子材料表面形成屏障,使可燃性氣體濃度下降,從而減慢燃燒速度甚至使火焰熄滅。鹵素阻燃劑在受熱時分解產生鹵化氫HX,HX通過兩種機理起阻燃作用,即自由基機理:消耗高分子降解產生的自由基HO,使其濃度降低,從而延緩或中斷燃燒的鏈反應;通常鹵素阻燃劑主要是溴系和氯系兩大類。溴系阻燃劑因其用量少、熱穩(wěn)定性好和阻燃效率高而成為目前世界上產量最大的阻燃劑之一,而氯系雖與溴系同屬鹵系,但其阻燃效率比溴系差。近20年來氯系阻燃劑已逐漸被溴系阻燃劑所代。盡管鹵素阻燃劑仍是最重要的產品之一,相關產品研究仍在進行,但由于它在燃燒時釋放出有毒煙霧,造成二次危害,使人們去研究新型阻燃劑——無鹵阻燃劑。

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  一般磷系包括無機磷系和有機磷系。無機磷系阻燃劑包括紅磷、磷酸銨鹽和聚磷酸銨;有機磷系阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和膦鹽等系列。 含磷化合物存在許多氧化態(tài),它們的受熱分解產物具有強烈的脫水作用,使所覆蓋的聚合物表面炭化,形成炭膜,起到阻燃作用。磷系阻燃劑還有增塑功能,它可使阻燃劑實現無鹵化。

  (四)膨脹型阻燃劑(IFR)。
  從總體上來看,IFR體系還處于開發(fā)階段,現有IFR體系普遍存在著添加量大,吸濕嚴的缺點,還有待于進一步完善。IFR是一種新型的阻燃體系,以磷和氮為有效阻燃組分不含鹵素,也不必采用氧化銻為協(xié)效劑.含有這種阻燃劑的高聚物受熱時,表面能生成一層均勻的炭質泡沫層,此層能隔熱、隔氧、抑煙等,并能防止熔滴,因而具有良好的阻燃性能。IFR體系一般是由酸源、碳源及氣源組成。通常有混合型和單體型(三源同存于單一分子內)兩種。為此人們做了大量的工作,有效地彌補了IFR使高分子材料使用性能下降的不足,所以有很大的發(fā)展前景。

  
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