鹵系阻燃劑阻燃效果好，但環(huán)保性能差，無鹵阻燃劑又因添加量過大戴上“低效”的帽子。筆者7月19日從國家防火建筑材料質(zhì)量建筑檢驗中心了解到，我國無鹵阻燃劑研發(fā)取得了重大突破，由遼寧美聯(lián)復(fù)合材料有限公司制造的鎖火阻燃劑在實現(xiàn)高效的同時，環(huán)保性能也達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
據(jù)了解，高分子材料多數(shù)易燃，必須添加阻燃劑。阻燃劑主要分為有鹵和無鹵兩大類。有鹵阻燃劑的優(yōu)點是用量少、阻燃效率高且適應(yīng)性廣，缺點是燃燒時生成大量的煙和有毒且具腐蝕性的氣體?；馂?zāi)中，人員極有可能因為吸入有害物質(zhì)而死亡。因此，市場對于抑煙效果好的無鹵阻燃產(chǎn)品的需求日益迫切。但是，無鹵阻燃劑需要在添加量很高時才能獲得適中的阻燃性，而加入量過高又將影響材料的加工性能和力學(xué)性能，阻燃性能與保持或提高材料其他性能存在一定的矛盾。
國家防火建材質(zhì)檢中心主任趙成剛認(rèn)為，抑煙是目前對阻燃劑的主要要求。遼寧美聯(lián)研發(fā)的鎖火阻燃劑處理過的木材、織物、聚氨酯軟泡、聚苯乙烯泡沫板等，氧指數(shù)這個評價抑煙性能的關(guān)鍵性指標(biāo)遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品。經(jīng)該產(chǎn)品處理過的阻燃織物煙密度為4.02，目前國內(nèi)外低于該數(shù)據(jù)的還未見報道。
據(jù)介紹，少量施用該種阻燃劑于可燃性物質(zhì)的外層，可形成防火保護(hù)層，火燒過程中形成致密堅實的阻火隔離層，從而達(dá)到阻燃的目的。因此，在保證優(yōu)異的抑煙性能的同時，0.5wt%的鎖火阻燃劑用量即可達(dá)到一些市售產(chǎn)品用量30wt%的阻燃效果，不會影響基體材料的其他性能。
阻燃科學(xué)技術(shù)是為了適應(yīng)社會安全生產(chǎn)和生活的需要，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生，保護(hù)人民生命財產(chǎn)而發(fā)展起來的一門科學(xué)。阻燃劑是阻燃技術(shù)在實際生活中的應(yīng)用，它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑，廣泛應(yīng)用于裝修、滅火、電子產(chǎn)品生產(chǎn)，航天航空等各種領(lǐng)域的阻燃加工中。經(jīng)過阻燃劑加工后的材料，在受到外界火源攻擊時，能夠有效地阻止、延緩或終止火焰的傳播，從而達(dá)到阻燃的作用。
我國阻燃劑發(fā)展的現(xiàn)狀：
隨著我國合成材料工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，阻燃劑在化學(xué)建材、電子電器、交通運輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個領(lǐng)域中具有廣闊的市場前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了我國阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。我國阻燃劑已發(fā)展成為僅次于增塑劑的第二大高分子材料改性添加劑，目前的生產(chǎn)能力20萬t/a左右，年生產(chǎn)量在15萬-17萬t之間，年消費量20萬t左右。不足部分主要從美國和以色列進(jìn)口，進(jìn)口的主要品種為有機(jī)溴及鹵—磷系阻燃劑。我國阻燃劑生產(chǎn)廠60余家，能夠生產(chǎn)50余種產(chǎn)品，主要為溴磷系列，其中溴系阻燃劑是最重要的系列，約占我國有機(jī)阻燃劑的30%。國內(nèi)阻燃劑的品種和消費量還是以有機(jī)阻燃劑為主，無機(jī)阻燃劑生產(chǎn)和消費量還較少，但近年來發(fā)展勢頭較好，市場潛力較大。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環(huán)境和人的危害是不可忽視的。環(huán)保問題是助劑開發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點，所以國內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加大高效環(huán)保型阻燃劑的開發(fā)。
目前我國有1000多家企業(yè)生產(chǎn)阻燃劑，每年產(chǎn)量近20萬噸。粗略估計我國未來發(fā)展前景良好，對阻燃劑的需求量未來5年內(nèi)將超過北美成為最大的阻燃劑消費地。但是，面對我國每年20萬噸的生產(chǎn)力，不僅心生疑問，20萬噸的阻燃劑大部分的“何去何從”呢？答案其實很簡單，目前我國生產(chǎn)量雖然很大，但是大部分的消費于國外，用于進(jìn)出口。而真正用于我國的阻燃劑占的比重卻很小。國內(nèi)有一批科研院所的阻燃劑研發(fā)水平已與先進(jìn)國家同步，如中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室和四川大學(xué)降解與阻燃高分子材料省重點實驗室的研發(fā)水平就已處于世界前列。
環(huán)保型阻燃劑是“潛力股”
在防火與環(huán)保之間尋找一個平衡點，是未來阻燃劑發(fā)展的重要節(jié)點。隨著人們環(huán)保、安全、健康意識的日益增強(qiáng)，世界各國開始把環(huán)保阻燃劑作為研究開發(fā)和應(yīng)用的重點，并已經(jīng)取得了一定的成果。阻燃劑按有效元素分類，可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。根據(jù)阻燃有效元素又可以將阻燃劑分為無鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵—磷協(xié)同阻燃劑及其他阻燃劑，這幾種環(huán)保阻燃劑都具有廣闊的應(yīng)用前景。
環(huán)保阻燃劑一：無鹵阻燃劑
無鹵、低煙、低毒的環(huán)保阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo)，近年來全球一些阻燃劑供應(yīng)和應(yīng)用商對阻燃無鹵化表現(xiàn)出較高熱情，對無鹵阻燃劑及阻燃材料的開發(fā)也投入了很大的力量。據(jù)分析，無鹵阻燃劑主要品種為磷系阻燃劑及無機(jī)水合物。前者主要包括紅磷阻燃劑，無機(jī)磷系的聚磷酸銨(app)、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等，有機(jī)磷系的非鹵磷酸酯等。
后者主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性材料如水滑石等。聚磷酸銨、水滑石為該系列環(huán)保型且市場前景較好的代表產(chǎn)品。
環(huán)保阻燃劑二：溴系阻燃劑
溴系阻燃劑的生產(chǎn)和使用已有30多年的歷史，目前生產(chǎn)的溴系阻燃劑約有70多種，其中最重要的是十溴二苯醚(dbdpo)、四溴雙酚a(tbbpa)和六溴環(huán)十二烷(hbcd)等。前兩者的產(chǎn)量占溴系阻燃劑的50%左右。一些傳統(tǒng)的溴系阻燃劑由于受到日益嚴(yán)格環(huán)保要求的壓力，迫使用戶尋找溴阻燃劑的代用品，同時促進(jìn)了新阻燃體系的問世。多溴二苯醚等傳統(tǒng)溴系阻燃劑市場的萎縮，為溴化環(huán)氧樹脂、十溴二苯乙烷等環(huán)境友好型溴系阻燃劑產(chǎn)品提供了市場空間。
環(huán)保阻燃劑三：鹵—磷阻燃劑
這類阻燃劑的特征是：分子中同時兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起協(xié)同增效作用；分子中的溴含量較低，燃燒過程伴隨較少的發(fā)煙量，有害性的氣體揮發(fā)物較少；一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯類阻燃劑揮發(fā)性大、抗遷移性差和抗熱老化性欠佳的缺點。主要產(chǎn)品品種包括二溴辛戊二醇(dbnpg)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺鹽類等。鹵—磷系阻燃劑通過利用不同的作用機(jī)理，互相補(bǔ)充，達(dá)到協(xié)同增效的結(jié)果。
在最近幾年，國際市場有不少新的阻燃劑或阻燃系統(tǒng)問世。如德國clariant公司開發(fā)了兩種以次膦酸鹽為基的阻燃劑，牌號為exolitop1311和exolitop1312m1，工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)于2004年底開始。美國大湖(greatlake)公司于2001年推出的reogard1000膨脹型阻燃劑，dsm公司推出的新型三聚氰胺磷酸鹽阻燃劑，死海溴化物公司的safron系列，瑞士汽巴(ciba)公司的flamestabnorll6及tin2uvifr等。這類產(chǎn)品國內(nèi)尚未有工業(yè)生產(chǎn)。綜上所述，我國環(huán)保型阻燃劑雖有一定量的生產(chǎn)，但尚未形成規(guī)模，在阻燃劑產(chǎn)品中所占的比例較小。我國阻燃劑發(fā)展應(yīng)定位于環(huán)保、高效性的品種，加大新型環(huán)保阻燃劑的研發(fā)，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，擴(kuò)大環(huán)保型阻燃劑所占的比例，才能在未來競爭中立于不敗之地。
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