淺析我國阻燃劑發(fā)展現(xiàn)狀

1、淺析我國阻燃劑發(fā)展現(xiàn)狀阻燃劑是合成高分子材料加工的重要助劑之一，目前消費量已經(jīng)成為僅次于增塑劑 的第二大品種。2001 年我國阻燃劑總產(chǎn)能約為 15 萬噸，其中氯系阻燃劑占 75、磷系（ 含 鹵化） 阻燃劑約占 6、溴系阻燃劑約占 7；無機阻燃劑占 12。我國與世界發(fā)達國家 和地區(qū)相比，阻燃劑消費結(jié)構(gòu)差距甚大，比如美國，氯系占 8、溴系占 10、磷及鹵 化磷系占 16、無機系占 60。由此可以看出我國阻燃劑生產(chǎn)存在不少問題，多為低水 平、低效能、有機高毒產(chǎn)品。為此，我們應(yīng)參考國外阻燃劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，結(jié)合國情以確定 我國阻燃劑的發(fā)展方向，重點發(fā)展含氯量高的氯系、溴系、磷及鹵化磷系、無機系阻燃 劑及抑

2、制煙劑。氯系阻燃劑氯系阻燃劑以氯化石蠟為主。我國目前主要是氯蠟 -52 和氯蠟 -40 ，而 性能優(yōu)異的氯蠟 -7 0 僅占氯系阻燃劑產(chǎn)能的 12左右。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)品便是氯蠟 -70 ，而我國氯蠟 -70 生 產(chǎn)規(guī)模偏小、布局分散，且多采用污染嚴(yán)重的四氯化碳溶劑法工藝合成，產(chǎn)品質(zhì)量達不 到合成材料應(yīng)用的要求。 因此我國應(yīng)加快氯蠟 -70 的發(fā)展步伐， 尤其是應(yīng)采用不破壞環(huán)境 的水相法工藝生產(chǎn)，重點解決和突破水相法技術(shù)中工程化的問題。另外國外已經(jīng)使用的 全氯環(huán)戊癸烷、四氯苯酐及反應(yīng)型氯系阻燃劑氯菌酸也應(yīng)大力發(fā)展。溴系阻燃劑盡管溴系阻

3、燃劑， 尤其是主導(dǎo)產(chǎn)品多溴二苯醚被認(rèn)為在熱分解后會產(chǎn)生 有劇毒的溴化二苯并二英和溴化二苯并呋喃，世界衛(wèi)生組織多次召開專門會議討論多溴 二苯醚阻燃劑的安全性問題，希望通過限制或不使用溴系阻燃劑，力圖加快阻燃劑的無 鹵化過程。但由于溴系阻燃劑與其它阻燃劑相比，其阻燃性、加工性、物性等綜合性能 優(yōu)良， 且價格適中，在加上尋找溴系阻燃劑代用品困難，故迄今為止只有少數(shù)國家明文 禁或限用溴系阻燃劑。日本、美國多家權(quán)威性機構(gòu)發(fā)布報告認(rèn)為多溴二苯醚安全性值得 信賴。世界衛(wèi)生組織下屬的國際化學(xué)品安全計劃委員會也認(rèn)為溴系阻燃劑對人類與環(huán)境 危害尚屬有限，應(yīng)加強有效管理，而毋需禁用。在缺乏溴系阻燃劑合適替代用品的前

4、提 下，溴系阻燃劑在世界范圍內(nèi)，尤其是發(fā)展中國家不僅會使用相當(dāng)長時間，而且還將保持相當(dāng)?shù)脑鲩L速度。 而且國內(nèi)外最新開發(fā)的有機阻燃劑仍大多以溴為主磷系阻燃劑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趨勢 的驅(qū)動下，國外對此進行了大量的研究，應(yīng)用很廣。如美國磷系阻燃劑消費量已經(jīng)超過 溴系阻燃劑。近十年磷系阻燃劑成為國內(nèi)阻燃劑研究與開發(fā)的熱點， 已開發(fā) 30 多個品種， 但還遠遠不能滿足合成材料工業(yè)發(fā)展的需求。磷阻燃劑分為磷酸酯、膦酸酯、氧化膦類、 鹽類、雜環(huán)類等系列。目前國內(nèi)磷酸酯系主導(dǎo)產(chǎn)品磷酸三甲苯酯， 今后應(yīng)重點發(fā)展磷酸三異丙苯酯系列產(chǎn) 品、高分子縮聚型磷酸酯系列產(chǎn)品、含氮的

5、磷酸酯系列、高含溴量的溴代二磷酸酯，同 時加快用于不同合成材料的優(yōu)異磷酸酯系列阻燃劑的開發(fā)；膦酸酯類是非常具有發(fā)展前 景，目前國內(nèi)開發(fā)與生產(chǎn)很少，今后重要研究方向主要是含氮的膦酸酯和反應(yīng)性膦酸酯 兩大類，在這方面美國孟山都公司、瑞士汽巴公司都有許多性能非常優(yōu)異產(chǎn)品作為商品 面世；氧化膦的水解穩(wěn)定性優(yōu)于磷酸酯，是一種穩(wěn)定性極高的有機膦化合物，可用于聚 酯的阻燃劑，所得到的阻燃聚酯色澤好，機械性能好，因此新品開發(fā)不斷。主要發(fā)展方 向是反應(yīng)型品種，采用含有活性官能團的氧化膦單體作為反應(yīng)型阻燃劑參與共聚，制備 阻燃型工程塑料，賦予材料永久的阻燃性。另外鹽類、亞磷酸酯、雜環(huán)類系列阻燃劑使 用不多，主要開

6、發(fā)方向是含氰基和溴元素的鹽類阻燃劑，多溴的芳香亞磷酸酯阻燃劑， 含磷六元雜環(huán)阻燃劑和磷螺環(huán)阻燃劑等。無機阻燃劑近年來，無機阻燃劑在合成材料中，除了有阻燃效果外，還有抑制發(fā)煙 和氯化氫生成的作用，而得到廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外主要使用的品種有氫氧化鋁、氫 氧化鎂、紅磷、三氧化二銻、硼化合物等。氫氧化鋁的粒度和用量對材料阻燃性能和材料物理性能影響較大，今后要加大氫氧 化鋁的改性與處理。主要是采取用偶聯(lián)劑進行表面處理改性，實現(xiàn)氫氧化鋁超細化和納 米化，采取大分子鍵合的方式進行改性等方法。氫氧化鎂屬于添加型無機阻燃劑，不僅具有阻燃而且具有抑煙的功能，多種性能都 優(yōu)于目前大量使用的氫氧化鋁，是今后重點發(fā)展

7、的環(huán)保型無機阻燃劑品種，尤其是應(yīng)擴 大生產(chǎn)規(guī)模，而在表面處理、改性等方面應(yīng)借鑒氫氧化鋁的經(jīng)驗。紅磷具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果，但是在實際應(yīng)用中存在很多缺點，因此對 之進行表面處理是紅磷作為阻燃劑研究最主要方向，其中微膠囊化紅磷是表面處理最有 效的方法。今后發(fā)展方向一是兼具熱穩(wěn)定、增塑和阻燃等多功能的微膠囊紅磷阻燃劑； 二是尋找合適的消煙劑與之進行復(fù)配，促進紅磷作為抑煙劑的使用。硼酸鹽系列產(chǎn)品主要有偏硼酸銨、五硼酸銨、偏硼酸鈉、氟硼酸銨、偏硼酸鋇、硼 酸鋅，我國應(yīng)利用豐富的硼資源大力發(fā)展 FB硼酸鹽阻燃劑。氧化銻是最重要的無機阻燃劑之一，但是由于毒性問題困擾，今后全球發(fā)展呈減緩 趨勢，但在我

8、國發(fā)展還是有一定空間，重點要對其進行改性和包裹處理，同時要加快替 代產(chǎn)品的開發(fā)。另外無機阻燃劑中的磷酸銨和多聚磷酸銨及其相應(yīng)的膨脹型阻燃劑，成為研究非常活躍的領(lǐng)域， 今后應(yīng)著重加強以長鏈聚磷酸銨為基礎(chǔ)的膨脹型阻燃體系。抑煙劑火災(zāi)時煙是最先產(chǎn)生且最易致命的因素，對某些高聚物而言，“抑煙”比“阻燃”更為重要，因此開發(fā)抑煙阻燃劑是非常重要。迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)最好的抑煙 劑是鉬類化合物，因此鉬類化合物開發(fā)與應(yīng)用成為當(dāng)前的研究熱點，常用的有三氧化鉬 和鉬酸銨。目前國外開發(fā)出系列不含銨的鉬酸鹽抑煙劑， 能耐200C以上的加工溫度。專 家認(rèn)為將鉬化合物與鋅化合物混合用于 PVC制品中，可使PVC能在電線電纜

9、阻燃包裹層 的應(yīng)用上與含氟聚合物競爭，特別是要求低煙領(lǐng)域。另外鉬化合物可以與其他阻燃劑復(fù) 配使用。但目前鉬類化合物作為阻燃劑研究在我國尚出去起步階段。復(fù)合型阻燃劑在現(xiàn)代阻燃技術(shù)中，阻燃劑的復(fù)合技術(shù)是極其重要的一個方面，并已成為阻燃劑發(fā)展方向之一。復(fù)合阻燃體系兼有多種阻燃劑的特性，其復(fù)合協(xié)同作用為合 成材料的阻燃開辟了廣闊的前景。阻燃劑的復(fù)合可以在有機類、無機類及它們相互之間 進行。其中有機和無機類阻燃劑的復(fù)合使用更為廣泛，這類復(fù)合體系兼有有機阻燃劑的 高效和 無機阻燃劑的低煙、無毒功能，并能有效降低成本和減少無機阻燃劑的用量，改 善材料的功能。隨著我國合成材料工業(yè)的快速發(fā)展，阻燃劑發(fā)展前景異常廣闊，今后國內(nèi)阻燃劑工 業(yè)要有針對性開展好以下工作：是借鑒國外發(fā)達國家和地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗，開發(fā)高效、無毒、無遷移、耐高溫、加工性能好的新型阻燃劑，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進我國阻燃劑消費結(jié)構(gòu)的日趨合理化。二是國內(nèi)對阻燃機理的研究還遠遠不夠，只有將機理研究透徹，阻燃劑和阻燃材料 的開發(fā)才有針對性和目的性，達到“阻燃設(shè)計”的目標(biāo)。三是阻燃劑與其它塑