阻燃劑的進(jìn)展與前景

1、阻燃劑的進(jìn)展與前景摘要 介紹了國(guó)內(nèi)外阻燃劑的生產(chǎn)狀況和市場(chǎng)分布情況； 對(duì)各型阻燃劑的特點(diǎn)、 優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn) 行了比較； 重點(diǎn)介紹了近年來一些新技術(shù)如碳納米纖維、 三聚氰胺及其鹽類等， 并評(píng)述了新 型阻燃劑的研究進(jìn)展及其特點(diǎn)； 指出我國(guó)各種阻燃劑工業(yè)應(yīng)向著環(huán)保、 低毒、 高效的方向發(fā) 展，并對(duì)其未來發(fā)展方向、前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞 阻燃劑 進(jìn)展 新技術(shù) 前景引言阻燃科學(xué)技術(shù)是為了適應(yīng)社會(huì)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(cái)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(shí)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。阻燃劑的生產(chǎn)和應(yīng)用在經(jīng)歷了 20世紀(jì)八十年代初的蓬

2、勃發(fā)展后， 已進(jìn)入穩(wěn)步 發(fā)展階段。 隨著中國(guó)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(yùn)輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個(gè) 領(lǐng)域中具有廣闊的市場(chǎng)前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了中國(guó) 阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。 中國(guó)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。近幾年，中國(guó)阻燃劑的生產(chǎn)和消費(fèi)形勢(shì)持續(xù)發(fā)展，20022004年年均消費(fèi)增 長(zhǎng)率超過 20。從2002年開始， 國(guó)內(nèi)阻燃劑消費(fèi)量急劇上升， 增加的市場(chǎng)份額主 要來源于兩個(gè)方面：電子電器和汽車市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)阻燃劑的品種和消費(fèi)量還是以有機(jī)阻燃劑為主， 無機(jī)阻燃劑生產(chǎn)和消費(fèi)

3、 量還較少， 但近年來發(fā)展勢(shì)頭較好， 市場(chǎng)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(duì)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(diǎn)， 所以國(guó)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)。目前中國(guó)發(fā)展低煙無毒的無機(jī)阻燃劑迫在眉睫。 氫氧化鎂作為無鹵環(huán)保阻燃 劑具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的氫氧化鎂阻燃劑與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相 比，存在阻燃效率低、 需要高填充量、 易團(tuán)聚、影響基體材料的力學(xué)性能等不足， 需要行業(yè)加大技術(shù)攻關(guān)力度，降低生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價(jià)格。2005年全球阻燃劑消費(fèi)量約 130萬噸，預(yù)計(jì)2010年前將保

4、持 3.5%的年均增速； 2005年全球阻燃劑銷售額約 35億美元，預(yù)計(jì)2010年將增至 46億美元，年均增速為 5.6%。2007年中國(guó)阻燃劑產(chǎn)品中，氯系阻燃劑占 84%，而低煙無毒的無機(jī)阻燃劑產(chǎn) 品只占總量的 8%左右。建筑用阻燃材料劑在中國(guó)具有極大的潛在市場(chǎng)， 目前中國(guó) 阻燃劑品種、 用量與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距， 隨著國(guó)家對(duì)阻燃技術(shù)要求力度的加 強(qiáng)，中國(guó)低煙無毒阻燃劑開發(fā)和發(fā)展將出現(xiàn)更好的廣闊前景。一、國(guó)內(nèi)外阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 國(guó)外阻燃劑的發(fā)展?fàn)顩r北美、西歐、日本是世界上阻燃劑最大的消費(fèi)地區(qū)， 分別占消費(fèi)市場(chǎng)的 3O%、 33%、18% ,亞洲（不包括日本）占19%。世界各地區(qū)阻燃劑

5、消費(fèi)的構(gòu)成也各不相 同，歐洲用量最大的是無機(jī)系阻燃劑，而美國(guó)、日本、亞洲消費(fèi)量最大的都為溴 系阻燃劑，美國(guó)和日本分別占總消費(fèi)的 35呀口40%，而亞洲竟高達(dá)60%。1表1列出了國(guó)外阻燃劑市場(chǎng)分布狀況國(guó)家 （地區(qū)）無機(jī) 阻燃劑溴系阻燃劑有機(jī) 阻燃劑氯系 阻燃劑其他 阻燃劑歐洲33%28%25%4%10%美國(guó)24%35%26%8%7%亞洲25%60%7%8%-日本30%60%20%2%8%1.2國(guó)內(nèi)阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀目前，我國(guó)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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)阻燃劑的總產(chǎn)能為350kt /a,產(chǎn)量約120kt /a，其中氯 系產(chǎn)量約100kt，占總產(chǎn)量

6、的83% ;溴系阻燃劑產(chǎn)量約5kt，占4. 2 %磷及鹵化 磷系阻燃劑產(chǎn)量約4. 8kt，約占4%;無機(jī)類產(chǎn)量為10kt，占8. 3 %。目前我國(guó) 阻燃劑主要是氯化石蠟-70 ;四溴雙酚A,十溴二苯醚；磷酸苯酯類、磷酸三酯類； 無機(jī)類的三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等。氮系阻燃劑和磷氮系膨 脹型阻燃劑產(chǎn)量不大。我國(guó)阻燃劑結(jié)構(gòu)極不合理，含氯系阻燃劑份額過大，氯化 石蠟的生產(chǎn)能力達(dá)114. 5kt /a,產(chǎn)量在5055kt。但氯系阻燃劑因其燃燒時(shí)會(huì) 放出腐蝕性的氯化物，在國(guó)外已很少使用，歐美各國(guó)僅占 5%，日本用量更低。 溴系阻燃劑也在燃燒時(shí)有腐蝕性氣體放出，但其阻燃效率高，性價(jià)比高，因而

7、在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將是我國(guó)阻燃劑的主導(dǎo)品種，今后要向高相對(duì)分子量的化合物發(fā) 展，解決遷移性，提高相容性和熱穩(wěn)定性。在磷系阻燃劑中，國(guó)外發(fā)展無鹵磷酸 酯等。而我國(guó)含鹵類磷系阻燃劑較多，我國(guó)應(yīng)發(fā)展低毒、穩(wěn)定及多功能磷系阻燃 劑，發(fā)揮我國(guó)磷資源豐富的優(yōu)勢(shì)，努力開發(fā)高分子質(zhì)量的化合物和高聚物。同時(shí)我國(guó)應(yīng)利用資源的優(yōu)勢(shì)發(fā)展無機(jī)阻燃劑，重點(diǎn)解決固體顆粒微細(xì)化及表面處理問 題，降低銻系阻燃劑的發(fā)煙量。2二、常用阻燃劑的特點(diǎn)及其發(fā)展2.1溴系阻燃劑溴系阻燃劑的生產(chǎn)和使用已有三十多年的歷史，近年來，由于國(guó)際環(huán)保組織 不斷對(duì)其安全性、環(huán)保性提出質(zhì)疑，溴系阻燃劑面臨著來自環(huán)保法規(guī)的重重挑戰(zhàn)。 盡管受到各項(xiàng)法規(guī)的嚴(yán)格限制

8、，但由于其 C Br鍵的鍵能低，分解溫度和常用聚 合物的分解溫度相近，所以在高聚物分解時(shí)，溴系阻燃劑也開始進(jìn)行分解，并能 捕捉高分子材料降解反應(yīng)生成的自由基，同時(shí)釋放出難燃、密度大的HB氣體，覆蓋在材料表面，起到阻隔表面可燃?xì)怏w的作用。因此溴系阻燃劑的優(yōu)越性是其 他阻燃劑難以取代的，溴系阻燃劑依然具有強(qiáng)勁的生命力。 目前，世界各國(guó)對(duì)溴 系阻燃劑的科學(xué)研究也有了諸多進(jìn)展。 基于環(huán)保與防火并重的原則，溴系阻燃劑 的性能和功能決定了它將繼續(xù)存在下去， 并將保持良好的發(fā)展前景。RoHS旨令下 的溴系阻燃劑前景依然廣闊。目前，溴系阻燃劑在我國(guó)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。 我國(guó)已經(jīng)成為溴系阻燃劑的生產(chǎn)大國(guó)，主

9、要以山東、江蘇為中心，業(yè)已形成了具 有相當(dāng)基礎(chǔ)的生產(chǎn)基地。2006年我國(guó)溴系阻燃劑產(chǎn)量已近9萬噸。主要品種為十 溴二苯醚、四溴雙酚A、八溴醚、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂和溴化聚苯乙烯 等。歐盟就十溴二苯醚對(duì)環(huán)境和健康的影響，進(jìn)行了深入、廣泛地研究。在對(duì)它 進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)1O年之久，多達(dá)588項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)研究和評(píng)估后，2005年1C月歐盟委員會(huì) 認(rèn)定十溴二苯醚對(duì)環(huán)境和人體健康沒有危害，并將其列入歐盟RoH指令的豁免清 單。2.2 氯系阻燃劑 氯系阻燃劑主要是以氯化石蠟為主。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓，氯系阻燃劑 正朝著低污染、 高純度， 高熱穩(wěn)定性、 高含氯量 （72%以上）等方向發(fā)展 其代表產(chǎn) 露是氯化石

10、蠟 -70 。氯化石蠟 -70作為添加型鹵暴阻燃劑 質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，用途廣泛。 與磷系阻燃劑和金屬' 氯化物阻燃劑等具有良好的協(xié)同作用， 具有良好的開發(fā)前 景。2.3 有機(jī)硅系阻燃劑 有機(jī)硅系阻燃劑既是一種新型無鹵阻燃劑，也是一種成碳型抑煙劑。目前已提供市場(chǎng)的有機(jī)硅系阻燃劑懸美國(guó)通用公司生產(chǎn)的 SFR-100,它是一種雖透明粘 稠狀的硅酮聚合物，通常租其他協(xié)同劑并用 主要應(yīng)用于PE、PP等，可改善聚烯 烴表面的光滑性，并能保持材原有的性能。用量較大時(shí) ，可賦予基材特別優(yōu)異 的阻燃性和抑煙性但存在制備難、成本高的缺點(diǎn)。2.4 磷系阻燃劑常用的無機(jī)磷系阻燃劑有紅磷、磷酸酯、含鹵磷酸酯 多磷酸鹽等

11、；有機(jī)磷 系則包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯 磷酸甲苯二苯酯等。目前，國(guó)內(nèi)許多阻燃 劑廠商和科研單位在間苯二酚雙 （二苯磷酸酯 ） 工業(yè)化生產(chǎn)方面作了很多研究， 并 進(jìn)行了小批量的試生產(chǎn)， 但市場(chǎng)上成熟的產(chǎn)品不多。 國(guó)內(nèi)主要銷售廠商為美國(guó)大 湖產(chǎn)品。聚磷酸銨是近年來發(fā)展起來的一種高效無機(jī)阻燃劑 具有無毒、無味， 不產(chǎn)生腐蝕性氣體，含磷量太，含氮量高，熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于塑料 纖維等。但聚磷黧銨與有機(jī)材料的相容性不好， 不能完全達(dá)到力學(xué)性能要求， 在 很多情況下都需要對(duì)其表面進(jìn)行改性。膦酸酯阻燃劑由于其分子中存C-P鍵，所以穩(wěn)定性很好，并且有較佳的耐水性、耐溶劑性。國(guó)外的膦酸酯產(chǎn)品有 Cib

12、a Geigy公司研制的Pyrovatex為N-羥甲基丙酰胺類甲基磷酸酯，Mobil公司研制的 Antiblaze 為環(huán)中膦酸酯。國(guó)內(nèi)也對(duì)膦酸醣進(jìn)行了研究，合成出一些產(chǎn)品。2.5 氮系阻燃劑 氮系阻燃劑為三聚氰胺及其與磷的化合物，主要是三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯， 是阻燃劑市場(chǎng)最具有發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N。 氮系阻燃劑具有高 效、不含鹵素、無腐蝕作用、耐紫外光照、電性能好、不褪色、不噴霜和可回收 再利用等優(yōu)點(diǎn)。目前主要應(yīng)用在聚烯烴和聚酰胺中。荷蘭DSMMelapi公司是國(guó)際 最為著名的氮系阻燃劑生產(chǎn)商，產(chǎn)品為 Melapur-MC、Melapur-MP、Melapur-200 系列。現(xiàn)在

13、國(guó)內(nèi)有很多助劑廠生產(chǎn)氮系阻燃劑 M係列，產(chǎn)品質(zhì)量一般。2.6 膨脹型阻燃劑 膨脹型阻燃劑主要是以磷一氮系阻燃劑為主，在火災(zāi)的高熱作用下，膨脹型涂層的體積可增大幾百倍， 形成一個(gè)多孔層， 而孔中則充滿不燃?xì)怏w， 故可作為 隔熱和隔氧的屏障。膨脹型阻燃劑應(yīng)具備以下性質(zhì)： 1、具有良好的熱穩(wěn)定性， 能經(jīng)受聚合物加工過程中200C以上的高溫；2、聚合物熱降解釋放出的揮發(fā)物形 成殘?jiān)鼤r(shí)，不對(duì)膨脹發(fā)泡過程產(chǎn)生影響；3、在材料燃燒時(shí)要能形成一層完全覆蓋于材料表面的膨脹炭層； 4、與被阻燃的高聚物有良好的相容性，不影響基材 的性能。目前市場(chǎng)上的膨脹型阻燃劑有美國(guó) Hoeehst Celanese公司的Exol

14、it IFR 一 10和IFR 11;意大利的 Monteflous 公司的 Spinflam MF82。2.7 無機(jī)阻燃劑無機(jī)阻燃劑以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主，具有分解溫度高、抑煙和氯化氫作 用，目前國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已大量使用無機(jī)阻燃劑，其中美國(guó)、日本、西歐無 機(jī)阻燃劑消費(fèi)量分別占阻燃劑總消費(fèi)量的 6O%、64% 、 50%。氫氧化鋁和氫氧化 鎂都為白色粉末，相對(duì)密度在2. 4左右，粒徑120um氫氧化鋁開始脫水溫度 200°C,氫氧化鎂開始脫水溫度340°C。氫氧化鎂熱分解溫度高，比氫氧化鋁高出 140C，可以使添加氫氧化鎂的合成材料能承受更高的加工溫度，利于加快擠塑

15、速度，縮短模塑時(shí)間，同時(shí)亦有助于提高阻燃效率。氫氧化鎂粒徑細(xì)，對(duì)設(shè)備磨 損小，利于延長(zhǎng)加工設(shè)備使用壽命。由于氫氧化鎂與氫氧化鋁相比有許多優(yōu)點(diǎn)， 因此氫氧化鎂所占比例越來越大。 氫氧化鎂與同類無機(jī)阻燃劑相比， 具有更好的 抑煙效果。 氫氧化鎂在生產(chǎn)、 使用和廢棄過程中均無有害物質(zhì)排放， 而且還能中 和燃燒過程中產(chǎn)生的酸性與腐蝕性氣體。 由于氫氧化鎂具有許多優(yōu)異特點(diǎn)， 近10 多年國(guó)內(nèi)外關(guān)于氫氧化鎂的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究十分活躍， 目前國(guó)外有近 10個(gè)國(guó) 家的20余家企業(yè)生產(chǎn) 20多個(gè)品種， 總年產(chǎn)能力約 l7 萬噸。許多國(guó)家目前仍在建設(shè) 或計(jì)劃建沒氫氧化鎂新裝置。 2三、阻燃劑新技術(shù)的進(jìn)展及其特點(diǎn)

16、3.1 東北林業(yè)大學(xué)研發(fā)高效無鹵阻燃劑獲成功 運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)提高體育場(chǎng)館座椅、電器產(chǎn)品的阻燃能力，同時(shí)確保阻燃劑在火災(zāi)發(fā)生時(shí)安全又環(huán)保. 對(duì)人體不造成任何傷害。 近日， 由東北林業(yè)大學(xué)專家自 主研發(fā)的高效無鹵阻燃劑成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 據(jù)企業(yè)預(yù)測(cè)， 該成果至少會(huì)為企業(yè)帶 來幾億元的產(chǎn)值。 由東北林業(yè)大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)李斌主持開發(fā)的成炭發(fā)泡劑、 高效 膨脹阻燃劑，是具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無鹵阻燃劑，將此阻燃劑加入到電器產(chǎn)品、 大型娛樂和體育場(chǎng)館座椅、包裝材料、環(huán)保發(fā)泡材料、電纜護(hù)套、涂料、特種橡 膠等塑料制品后，可大大提高制品的阻燃級(jí)別。據(jù)介紹，目前，要達(dá)到UL-94 V-0 級(jí)的高阻燃級(jí)別，國(guó)際上一般需要在

17、材料中加人 20 28 的阻燃劑.國(guó)內(nèi)的 添加比例一般要在 26 30左右。而東北林業(yè)大學(xué)研制的高效無鹵阻燃劑在添 加19%-20 %的情況下。即可達(dá)到UL-94 V-0級(jí)，大大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本?，F(xiàn) 在，國(guó)際常用的阻燃劑多為含鹵制品， 這類含鹵阻燃材料會(huì)在火災(zāi)發(fā)生后產(chǎn)生大 量的煙霧和有毒腐蝕性鹵化氫氣體， 造成二次危害。而無鹵阻燃劑燃燒時(shí)不揮發(fā)、 不產(chǎn)生腐蝕性氣體， 被稱為無公害阻燃劑。 受成本和性能影響。 國(guó)際無鹵阻燃劑 使用范圍并不廣泛。經(jīng)過 6年艱苦攻關(guān).東北林大科研人員成功解決這一難題， 使高效無鹵阻燃劑在達(dá)到相同阻燃級(jí)別的情況下，比含鹵阻燃劑成本還要低。33.2 無機(jī)阻燃劑家族又有

18、新成員北京科技大學(xué) 2009年6月初宣布. 新研發(fā)一種無機(jī)阻燃劑產(chǎn)品一無水碳酸鎂。這種無水碳酸鎂合成方法簡(jiǎn)單， 可在常溫常壓下生產(chǎn)， 是有望替代氫氧化鋁、 氫 氧化鎂的無機(jī)阻燃劑。 無機(jī)阻燃劑是無鹵阻燃劑中的一個(gè)重要類型， 其中，氫氧 化鋁和氫氧化鎂兩種阻燃劑占據(jù)著重要位置， 這兩者的阻燃機(jī)理都是在達(dá)到熱分 解溫度時(shí)迅速分解、 吸熱降溫、釋放出水蒸氣滅火。 而無水碳酸鎂阻燃劑的特點(diǎn) 是.除了具有單位質(zhì)量吸熱量更大的特點(diǎn)外， 它釋放的是具有滅火作用的二氧化 碳?xì)怏w。使用無水碳酸鎂作阻燃劑， 如同聚合物基體材料攜帶了一個(gè)二氧化碳滅 火器， 釋放出的二氧化碳在燃燒基材四周形成了一個(gè)“二氧化碳?xì)饽ぁ备?/p>

19、離了 助燃空氣。 從這一特性來講， 無水碳酸鎂阻燃劑適用于電絕緣性能要求更高的場(chǎng) 合，如電線電纜等。 目前市場(chǎng)上簡(jiǎn)稱的所謂碳酸鎂產(chǎn)品， 除了天然的菱鎂礦碳酸鎂以外全部都是水合堿式碳酸鎂。在現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外水合堿式碳酸鎂生產(chǎn)工藝中， 只有該校開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)才可以制得單一物相組成的無水碳酸鎂。 這項(xiàng)專利技術(shù) 有三個(gè)特點(diǎn)， 一是采用了首創(chuàng)的氨和二氧化碳作為原料的全循環(huán)工藝線 最大限 度地減少了原材料的消耗：二是生產(chǎn)的無水碳酸鎂為含氧化鎂46. 8%的高純品，除了用作阻燃劑外還可有多種用途：三是鎂鹽來源廣泛、價(jià)格低廉。原料既 可是菱鎂礦粉或輕燒菱鎂礦粉， 也可是工業(yè)硫酸鎂或其他工業(yè)廢棄硫酸鎂液. 還 可以

20、是海水氯化鎂或鹽湖水氯鎂石等。 43.3 環(huán)境友好型阻燃劑 - 三聚氰胺及其鹽類三聚氰胺（MA）及其鹽類（氰尿酸鹽、磷酸鹽、焦磷酸鹽、聚磷酸鹽、硼酸鹽、 鄰苯二甲酸鹽、草酸鹽等 ）是一類氮系及氮一磷系阻燃劑，是構(gòu)成無鹵膨脹型阻 燃劑（IFR）的重要組分（含氣源及酸鹽）,且?guī)缀跛鞋F(xiàn)用的IFR,都含有氮和（或） 磷作為阻燃活性組分。氮系及氮一磷系阻燃劑可與鹵一銻系、磷系及鹵一磷系、 無機(jī)系并列當(dāng)今的四大阻燃系統(tǒng)。由于M股其鹽類具有一系列與生態(tài)環(huán)境相容的 特點(diǎn),對(duì)人類健康的危害很小, 所以在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天, 備受阻燃領(lǐng)域 的矚目與青睞,其應(yīng)用正日益增多 ,且應(yīng)用前景看好。 53.4 碳納米

21、纖維有望成為環(huán)保型阻燃劑 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所最新研究出加入碳納米纖維的海綿在燃燒過程中不會(huì)滴落, 科研人員仍在繼續(xù)研究, 希望能研究出穩(wěn)定、 環(huán)保的納米纖維阻燃 劑。碳屬于活躍的元素,一般都不用作阻燃劑,但美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所（NIST）研究人員表示，在適用于沙發(fā)家具的聚亞胺脂海綿里添加少量的碳納米 纖維,比一般的阻燃劑效果更好。十年前，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所（NIST）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，納米粘土可用作 一種非常有效的阻燃添加劑， 但由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)， 納米粘土不能有效阻止聚亞氨 酯的融化及滴落， 而融化的海綿將 300%的加速火勢(shì)蔓延， 所以研究人員一直都在 尋找一種可替代的阻燃物質(zhì)。研

22、究中心易燃物質(zhì)研究負(fù)責(zé)人Jeff Gilman說：“海 綿在燃燒過程中還產(chǎn)生大量危害人體健康的安全的煙?！毖芯咳藛T發(fā)現(xiàn)，納米分子添加入聚合體時(shí)，增加了物質(zhì)的粘性，聚亞氨酯在 大火中不易輕易流動(dòng)， 所以最后決定將碳納米纖維添加入海綿中。 碳纖維能有效 阻止海綿在大火中滴落，降低火勢(shì)。研究表明，碳纖維能維持熱量平衡，形成穩(wěn) 定的環(huán)境阻止海綿在大火中滴落。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所（NIST）的科學(xué)家還將與化學(xué)公司、納米供應(yīng)商、 阻燃劑供應(yīng)商及海綿制造商合作，繼續(xù)致力于針對(duì)有效降低火災(zāi)和滴落的裝置， 研究出新的碳纖維和海綿的混合物， 提高阻燃材料的性能。 此外， 新的研究還將 專注于研究出穩(wěn)定、環(huán)保的

23、納米纖維阻燃劑和創(chuàng)新的阻燃物質(zhì)。 63.5 3M開發(fā)出專用于聚碳酸酯的耐高溫阻燃劑最近，美國(guó)3M公司開發(fā)生產(chǎn)出了一種專用于聚碳酸酯（PC）的耐高溫阻燃劑 FRMB5010該阻燃劑不含溴和氯化合物，在PC中溶解性高，用量少，加工簡(jiǎn)便， 對(duì)材料生產(chǎn)及加工工藝沒有特定要求，添加 1 %時(shí)可以達(dá)到UL94 V 0阻燃級(jí)別， 不需要造粒，攪拌后直接成型，特別適用于透明 PC勺應(yīng)用領(lǐng)域。73.6 微膠囊包覆改善阻燃劑八溴醚熱穩(wěn)定性能 采用微膠囊包覆法提高阻燃劑八溴醚的熱穩(wěn)定性。包覆過程為：三聚氰胺與甲醛反應(yīng)制得氨基樹脂預(yù)聚物的囊殼材料； 將囊芯八溴醚乳化分散到水相后， 氨 基樹脂預(yù)聚物以原位聚合的方式在八

24、溴醚粉體表面聚合成膜。x射線光電子能（xPs），紅外光譜（FTIR）和透射電鏡（TEM）等結(jié)構(gòu)表征分析證明八溴醚已被完全包覆。原位微膠囊包覆將八溴醚的初始分解溫度從 160C提高到了 240C以上。83.7 日本無氯阻燃劑應(yīng)用于空氣過濾布日本Vilene公司最近開發(fā)出不含氯化物的阻燃濾布。這種濾布原料是聚烯烴 纖維。這種阻燃布與普通阻燃布功能相當(dāng)， 而且有利于環(huán)保。 用于空調(diào)的空氣過 濾布必須具有阻燃性，但一般阻燃劑都含有氯、氮、磷及銻等成分，在燃燒時(shí)含 氫化合物會(huì)產(chǎn)生二惡英等有害氣體， 因此該公司將生產(chǎn)新型阻燃濾布取代一般阻 燃濾布。新型濾布價(jià)格約為每平方米 2000日元，主要用作一般建筑物

25、的空調(diào)過濾 器、地下購物商場(chǎng)過濾器以及影劇院等娛樂場(chǎng)所使用的空氣過濾器。 9四、阻燃劑的發(fā)展前景展望隨著化學(xué)合成技術(shù)及科學(xué)研究方法的發(fā)展，阻燃劑的品種日益增多，人們對(duì) 阻燃劑性質(zhì)的認(rèn)識(shí)也越來越深入。 由于鹵系阻燃劑燃燒所釋放的鹵化氫氣體及形 成的煙霧，將導(dǎo)致事故現(xiàn)場(chǎng)的裝備及設(shè)備嚴(yán)重腐蝕， 同時(shí)給疏散和滅火帶來極大 困難，導(dǎo)致人員窒息死亡。 因此，高效、非鹵化、抑煙化及減少有毒氣體的產(chǎn)生， 已成為當(dāng)前和今后阻燃劑開發(fā)應(yīng)用研究領(lǐng)域的前沿課題。 以氫氧化鎂、氫氧化鋁 和磷系阻燃劑為主體的阻燃劑消耗量逐漸升高， 金屬氧化物及其他協(xié)效的開發(fā)應(yīng) 用研究逐步走向深入，同時(shí)，磷-溴、磷-氮等各種協(xié)同阻燃體系的

26、研究日益活躍。 此外，硅系阻燃劑、 三聚氰胺及其衍生物阻燃劑的研究開發(fā)也為人們所關(guān)注。 隨 著人們對(duì)高分子材料熱降解歷程和阻燃體系的作用機(jī)理的更深入研究， 新的阻燃 理論和技術(shù)被認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)， 比如高聚物化學(xué)改性阻燃、 高效阻隔炭化層阻燃、 交 聯(lián)接枝阻燃和協(xié)同阻燃等， 極大地豐富了阻燃科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容和人們選擇最優(yōu)阻 燃體系的主間。 今后一段時(shí)期內(nèi)， 溴系和磷系阻燃劑仍將占主導(dǎo)地位， 與此同時(shí)， 新的阻燃元素和體系的研究日趨活躍。 由此可見， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 阻燃科 學(xué)技術(shù)將日臻成熟。4.1 非鹵化雖然鹵系阻燃劑因其用量少、 適應(yīng)性廣，已發(fā)展成為阻燃劑市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。 但絕大多數(shù)含鹵阻燃劑

27、燃燒時(shí)會(huì)釋放出對(duì)人體有害的氣體， 并可導(dǎo)致單純由火所 不能引起的腐蝕及對(duì)環(huán)境的污染。近幾年美國(guó)、英國(guó)、挪威、澳大利亞已指定或 頒布法令，對(duì)某些制品進(jìn)行燃燒毒性試驗(yàn)或?qū)δ承┲破返氖褂盟尫懦龅乃嵝詺?體進(jìn)行規(guī)定，因此開發(fā)無鹵阻燃劑取代鹵系阻燃劑已成為世界阻燃領(lǐng)域的趨勢(shì)。 非鹵化技術(shù)的關(guān)鍵在于解決固體顆粒的超微細(xì)化及表面處理問題， 同時(shí)還要考慮 到粒子的形成和分布及純度問題。4.2 抑煙化和無毒氣體化發(fā)煙是聚合物燃燒的基礎(chǔ)特征，煙密度過大不僅降低環(huán)境能見度，還給救災(zāi) 帶來種種不利因素。 抑煙化和無毒氣體化已成為阻燃劑的開發(fā)方向。 無鹵膨脹型 阻燃劑因?qū)Νh(huán)境的沖擊量小又具有最佳阻燃性而成為目前塑料阻

28、燃劑開發(fā)的一 個(gè)熱點(diǎn)。4.3 表面處理化無機(jī)阻燃劑具有較強(qiáng)的極性與親水性，同非極性聚合物材料的相容性差，界面難以形成 良好的結(jié)合和粘結(jié)， 從而降低被改性物質(zhì)的機(jī)械性能。 為了提高阻燃劑和基質(zhì)材 料的相容性， 減少阻燃劑的加入對(duì)材料機(jī)械性能的影響， 保持材料原有的優(yōu)良性 能，改性阻燃劑的表面性能是一條很重要的途徑。 常用的方法有用偶聯(lián)劑或硬脂 酸鈉等對(duì)阻燃劑進(jìn)行表面處理。4.4 微細(xì)化處理無機(jī)阻燃劑的缺點(diǎn)主要是添加量大，與合成材料的相容性差，從而影響被改 性材料的加工性能和制品的機(jī)械性能。 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道無機(jī)阻燃劑的阻燃性能與其顆 粒大小成反比關(guān)系。 對(duì)阻燃劑微細(xì)化， 甚至納米化， 既可增大阻燃劑與

29、材料的接 觸面積以提高相容性， 又可降低阻燃劑的用量， 同時(shí)起到剛性粒予增強(qiáng)增韌的效 果。4.5 協(xié)同效應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷，而且使用單一 的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。將幾種不同的阻燃劑進(jìn)行復(fù)配，混合使用， 可尋求最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 阻燃劑的復(fù)配技術(shù)可以綜合兩種或兩種以上阻 燃劑的長(zhǎng)處，使其性能互補(bǔ)，達(dá)到降低阻燃劑的用量，提高阻燃效果，還可使材 料的物理機(jī)械性能受到很小的影響。如在膨脹阻燃聚丙烯中加入少量的氫氧化 鎂，整個(gè)體系的阻燃性能大大增加。協(xié)同體系阻燃效果好、成本低，既可阻燃又 可抑煙，還具有其他一些特殊功能，前景十分廣闊，正不斷開發(fā)出新的品種。4.6 提高阻燃劑的熱穩(wěn)定性聚合物成型加工通常需要較高的溫度，因此，合成熱穩(wěn)定性高的阻燃劑是提 高