阻燃剂在塑料中的应用及发展趋势
阻燃剂在塑料加工中的研究现状
２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国 内外研 究现状
２ Ｏ世纪 ６ ０年代 一０年代 ， ７ 全世界 塑料阻燃剂的生产量平均 每年增长 １％以上 ，到 了 ２ ０ ０世纪 ８ ０年代 ，就产量的增长率而 言， 阻燃剂居于主要塑料助剂之首 。 ９ ９年全世界阻燃剂消耗最 １８ 高达 ４ 万 ｔ其中无机物 占 １ ５ ， ／ ２以上 ， 仅次于增 塑剂 。据统计 ， 至 少在 １９ ９ ４年之前 ，全球 阻燃剂 用量 以 ５ ～６ ％ ％的年增长率增 长。全球氢氧化镁、 氢氧化铝生产主要集 中在 日本 、 美国、 西欧等 国。氢氧化镁在 日本 的应用至少有 ２ ０年多年的历史 ， １９ 到 ９６年 消耗 量达到 ２ ０万 ｔ以干基轻烧氧化镁计 ） （ 以上 ， 目前仍 呈增长 趋势 ， 作为阻燃剂级氢氧化镁 、 氢氧化铝 已有 １ 个 品种 ， ０ 产量突
１ 塑料应 用 中的阻燃剂 种类及优 缺点
阻燃剂是能使聚合 物不易着火和着火 后使其燃烧变慢 的一 种 工 业 助剂 。 般 分 为反 应 型 和添 加 型 两类 。 一 反应 型阻 燃 剂 主要 是在聚合和缩聚过程中 ，在高聚物的主链 或侧链上 引入具有 阻 燃 作 用 的基 团 以达 到 阻 燃 目的 。 添 加 型 阻燃 剂 分 为 无 机 和有 机 两类。有机类 阻燃剂分为磷系和卤系两个系列 ， 它们在室温下多 为液 态 ， 烟量 大 ， 毒 性 。在众 多 的阻 燃 剂 品种 中 ， 发 有 卤素 阻燃 剂 以其 阻燃 效 果 好 、 响 材 料 物 化性 能 而 得到 广 泛应 用 。但是 加 不影
近年来 ， 高分子合成材料的生产发展迅速 ， 在工业 、 农业 、 国 防等各领域 的应用更加普及 ， 已成为各行各业必不可少的材料 ， 使用量非常大 ， 在国民经济建设 中发挥着巨大作用。然而这些 高 分子材料绝大多数具有 易燃 或可燃等特点 ，同时这些 高分子材 料在应用时往往要加入各种其他组分 ，在燃烧 不完全时会产生 大 量 黑 烟 和致 命 的 有 毒 气体 ， 消 防 和 救 生 工 作 带 来 很 大 困难 。 为 这些高分子材料成为废物时 ， 废物处理往往用焚烧的办法 ， 时 这 产 生 的 废气 又会 对 环 境 产 生 很 大破 坏 ，这 些 问题 直 接促 进 了世 界 各 国阻燃 化 学 品 的研 究开 发 和 生产 应 用 。 在中国 ， 每年都要使用大量的塑料制品 ， 中部 分制 品在使 其 用 中不同程度存在火灾隐患 ，近年来 ，国家对 消防要求越 来越 高， 塑料产品 的阻燃性要求也不 断提 高 ， 根据 权威 部 门统计 ， 每 年 塑料 用 阻 燃 剂 用 量 以 １ ％速 度 递 增 ，０ ５年 全 国塑 料 阻 燃 剂 ５ ２０ 用量达到近 ５万 ｔ ，这其 中大量阻燃剂还是采用普通无机材料 ， 需 要新 产 品 替代 。
2023年氯系阻燃剂行业市场研究报告
2023年氯系阻燃剂行业市场研究报告氯系阻燃剂是一种重要的阻燃剂品种，广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、建筑材料等行业。
随着国内阻燃材料市场的不断发展壮大，氯系阻燃剂市场也呈现出良好的增长势头。
本报告将对氯系阻燃剂行业的市场情况进行详细的研究分析。
一、氯系阻燃剂行业市场概述氯系阻燃剂是以氯与有机物形成化学键进行阻燃作用的一类阻燃剂。
在防火性能和成本方面具有一定的优势，广泛应用于塑料、橡胶等行业。
随着国家对建筑和汽车等行业的安全要求越来越高，氯系阻燃剂市场需求也在不断增长。
二、氯系阻燃剂行业市场发展态势1.市场规模持续扩大：氯系阻燃剂市场规模呈现出逐年增长的趋势。
2019年我国氯系阻燃剂市场规模达到x亿元，预计到2025年有望突破x亿元。
2.市场需求增长稳定：随着国家对环境保护和安全生产的要求提高，氯系阻燃剂在塑料、橡胶、纺织品等行业的需求将继续增长。
尤其是在高新技术和新材料领域，对氯系阻燃剂市场的需求将进一步扩大。
3.技术创新驱动市场发展：随着科技的进步和技术的不断创新，氯系阻燃剂的防火性能不断提高，产品种类不断丰富，满足了不同行业的需求。
技术创新将成为氯系阻燃剂行业发展的重要驱动力。
三、氯系阻燃剂的应用领域1.塑料行业：氯系阻燃剂广泛应用于各类塑料制品中，如电线电缆、家电、汽车零部件等。
在塑料制品中添加氯系阻燃剂，可以提高其防火性能，降低火灾事故的发生率。
2.橡胶行业：氯系阻燃剂可以用于橡胶制品的阻燃和防火处理，如橡胶管、橡胶板等。
添加氯系阻燃剂可以提高橡胶制品的阻燃性能，增加其耐火时间。
3.纺织行业：氯系阻燃剂广泛应用于纺织品的阻燃处理，如纺织织物、纺织制品等。
添加氯系阻燃剂可以降低纺织品的燃烧性能，增加其阻燃性能，提高纺织品的安全性能。
4.建筑材料行业：氯系阻燃剂可以应用于建筑材料的阻燃处理，如保温材料、隔热材料等。
添加氯系阻燃剂可以增加建筑材料的防火性能，提高建筑物的安全性能。
四、氯系阻燃剂行业竞争格局1.市场竞争激烈：我国氯系阻燃剂行业存在着众多的生产企业，市场竞争非常激烈。
世界阻燃剂发展趋势探讨及国内产业现状分析
２００９年塑料助剂产业市场＆应用研讨会
也在挪威适用．但是挪威政府仍然不顾欧盟现有立法而单方面发布禁令．这种做法受
到欧委会、Ｉ盯Ｏ合作伙伴之一——ＥＦＴＡ监督局及挪威与欧洲业界的一致反对。
≯十溴＝苯醚在亚洲 在亚洲，十滨二苯醚的使用不受任何法规限制。 中国和韩国类似ＲｏＨＳ指令的法规都将十溴二苯 醚从电子电气产品限用物质清单中豁龟了出来。 在日本，１９９９年７月制定的ＰＲＴＲ法规规定，使用十溴二苯醚需要按年上报。年度 报告需涵盖十溴二苯醚的进口量、使用量和对环境的释放量等内容。
２００９年塑料助剂产业市场及应用研讨会
二苯醚之争，迫使国内外阻燃研究领域的科研人员寻找它的替代品。美国雅宝公司首 先推出的十溴二苯乙烷生产工艺已非常完善。 需要一提的是，由于雅宝公司对８０１０申请了生产和使用专利，一度使我国研究生 产单位迟迟没有开展这方面的研究，但经查询发现，雅宝公司的专利范围是在中国之 外的地区，因而可以在中国生产和使用８０１０，只是不能出口及申请专利。在了解了这 方面情况后，我国对８０１０的研究开始全面展开，目前在山东和江苏有工业规模生产， 产品质量已达到美国雅宝公司的技术指标。作为十溴二苯醚的更新换代产品，８０１０将 会登上阻燃行业的大舞台，成为溴系阻燃剂的主力军。 我国十溴二苯乙烷已于数年前工业规模试验成功，前几年已开始批量投入市场。 十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的分子量和含溴量相当，因此阻燃性能基本一致，然而十 溴二苯乙烷的耐热性、耐光性以及不易渗析的特点都优于十溴二苯醚，最可贵的是其 阻燃的塑料可以回收使用，这是许多溴系阻燃剂所不具备的特点。此外，由于十溴二 笨乙烷分子结构没有醚结构，不会形成有毒的多溴代苯并嗯哄（ＰＢＤＤ）和多溴代二苯 并呋喃（ＰＢＤＦ），因此它的使用不会产生议论纷纷的多溴代二嗯唤的问题。十溴二苯乙 烷的研制成功，颇受国内阻燃材料生产厂家的欢迎。由于它可以取代国外同类产品， 迫使国外产品在中国市场的销售价格大大降低（降幅达５０％），目前的价格仅比十溴二 苯醚高出３０００元／吨。十溴二苯乙烷以其优良的性能，在阻燃剂市场非常具有竞争性， 是一种有广泛应用前景的阻燃剂。 另外，它的副产物氢溴酸的综合利用，是一个需要关注的问题。 ●溴化环氧树脂作为一种较新型阻燃剂在国内外市场上日益受到重视。由于它具 有优良的熔融速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性，又能使被阻燃材料具有良好 的的物理机械性能，不起霜，从而被广泛的应用于ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＡＢＳ、尼龙６６等工程塑 料、热塑性塑料以及ＰＣ／ＡＢＳ塑料合金的阻燃处理中。溴化环氧树脂按相对分子质量分 为低、中、高三大类型，按端基结构又可分为ＥＰ型、ＥＣ型，可分别应用于不同的塑料 材料中。作为阻燃剂用的国产各种不同分子量的溴化环氧树脂，早已进入阻燃剂市场。 生产企业可以根据阻燃标准，选择相匹配的溴化环氧树脂，生产耐热性好、耐光性佳， 同时又具有较好抗冲强度的阻燃材料。 阻燃用溴化环氧树脂的研制成功使热固性树脂的阻燃技术有了最佳的选择。以前 我国生产的溴化环氧树脂含溴量低、分子量小，是作为绝缘灌封材料，大多数用于覆 铜板行业。而前年研制成功的阻燃用溴化环氧树脂是与前者结构不同的含溴量高、分 子量大的含溴环氧聚合物阻燃剂，是一种白色或者近白色粉末，具有较高的热稳定性 和热老化性能、良好的加工性、无喷霜现象（无渗析）、紫外稳定性较高且无腐蚀性。
2023年红磷阻燃剂行业市场研究报告
2023年红磷阻燃剂行业市场研究报告红磷阻燃剂是一种具有很好的阻燃效果的化学品，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织品等行业。
随着全球对环境保护和安全性要求的不断提高，红磷阻燃剂市场需求也呈现出增长的趋势。
本篇文章将对红磷阻燃剂行业市场进行研究。
首先，我们来看一下红磷阻燃剂的应用领域。
红磷阻燃剂主要用于增强塑料和橡胶等材料的阻燃性能。
在电子电器行业中，由于电子产品的大量使用，对阻燃剂的需求量也在增加。
此外，纺织行业中的红磷阻燃剂用于阻燃织物，提高其防火性能。
涂料行业中，红磷阻燃剂被用于制造耐火涂料，以应对火灾。
其次，我们来分析红磷阻燃剂行业市场的竞争格局。
目前，全球红磷阻燃剂市场上的主要竞争者有中国石化、美国大陆公司、德格等。
这些公司在产品品质、技术研发、市场推广等方面都具有一定的优势。
此外，红磷阻燃剂进口市场也存在一定的竞争，例如中国市场对于德国和日本等国的红磷阻燃剂有一定的需求。
再次，我们来看一下红磷阻燃剂行业市场的发展趋势。
随着全球对环境保护和安全性要求的提高，红磷阻燃剂市场将迎来新的发展机遇。
同时，新的材料科学技术的进步，也为红磷阻燃剂的研发和应用提供了更多的可能性。
加之全球经济不断复苏，在建筑、电子电器、汽车等领域的需求也将带动红磷阻燃剂市场的增长。
最后，红磷阻燃剂行业市场面临一些挑战和问题。
首先，红磷阻燃剂的供应和价格波动对市场产生一定的影响。
红磷是一种稀缺资源，其价格受到供需关系和市场变化的影响。
其次，红磷阻燃剂在应用中可能存在一定的环境安全性问题，如有机卤素类阻燃剂的毒性和环境污染问题。
因此，研发更环保、安全的阻燃剂是红磷阻燃剂行业发展的重要方向。
综上所述，红磷阻燃剂行业市场具有广阔的发展前景。
随着全球环保意识的增强和新材料技术的进步，红磷阻燃剂的需求将继续增长。
然而，市场竞争也将日益激烈，公司需要通过技术创新和市场营销等手段来保持竞争优势。
同时，加强环境安全性的研究和开发也是行业发展的重要任务。
阻燃剂市场调研报告
阻燃剂市场调研报告1. 引言阻燃剂是一种可以降低燃烧速度，提高材料防火性能的物质。
随着人们对消防安全的要求越来越高，阻燃剂的需求也不断增加。
本文将对阻燃剂市场进行调研，分析市场现状、发展趋势以及关键参与者。
2. 市场规模与发展趋势根据调研数据显示，阻燃剂市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。
预计到2025年，全球阻燃剂市场规模将超过100亿美元。
主要驱动因素包括建筑、电子、汽车等行业中对防火性能要求的增加以及消费者对产品安全性的关注。
3. 市场细分与应用领域阻燃剂市场可以按照材料类型、应用领域等维度进行细分。
根据材料类型，市场可以分为无机阻燃剂、有机阻燃剂和混合阻燃剂。
不同类型的阻燃剂在不同应用领域中有着各自的优势和应用范围。
3.1 无机阻燃剂无机阻燃剂主要由无机化合物组成，具有优异的耐高温性能和低毒性。
无机阻燃剂广泛应用于建筑材料、电子产品等领域。
3.2 有机阻燃剂有机阻燃剂主要由有机化合物组成，具有良好的可加工性和低成本优势。
有机阻燃剂在塑料制品、涂料、橡胶制品等领域中得到广泛应用。
3.3 混合阻燃剂混合阻燃剂是无机阻燃剂和有机阻燃剂的组合，综合了两者的优势。
混合阻燃剂在一些特殊应用领域中得到广泛应用，如航空航天材料、电动汽车电池等。
4. 市场竞争与关键参与者阻燃剂市场竞争激烈，存在着多个关键参与者。
以下是几个在市场上具有较大影响力的公司。
4.1 公司A 公司A是全球领先的阻燃剂供应商之一，拥有广泛的产品线和创新研发能力。
公司A的阻燃剂在建筑、电子、汽车等领域中具有较高的市场份额。
4.2 公司B 公司B是一家专注于有机阻燃剂的企业，拥有独特的生产工艺和高品质的产品。
公司B的阻燃剂在塑料制品、涂料等领域中得到广泛应用。
4.3 公司C 公司C是一家新兴的混合阻燃剂供应商，致力于开发低成本、高性能的阻燃剂。
公司C的产品在航空航天、电动汽车等领域具有较大的潜力。
4.4 公司D 公司D是一家从事阻燃剂研发的科研机构，与多家公司合作开展创新项目。
2023年阻燃剂行业市场前景分析
2023年阻燃剂行业市场前景分析本文主要分析阻燃剂行业的市场前景，包括市场规模、行业现状、国内外市场竞争格局、未来趋势等方面。
阻燃剂行业市场规模阻燃剂是阻燃材料中重要的一组，主要应用于塑料、橡胶、纺织等领域的防火安全性改进，防火退色、防火长度、防火平稳等方面。
根据市场调查数据显示，阻燃剂行业的产值、销量均呈快速增长趋势，市场规模不断扩大。
越来越多的行业开始用阻燃剂增加产品的安全性，阻燃剂在自然与人造灾害中发挥越来越重要的作用。
根据不同的应用领域和应用场景，一般阻燃剂的价格在2000-5000元/吨不等。
国内市场规模目前已达上百亿元水平，预计未来几年还将保持高速增长。
阻燃剂行业现状阻燃剂行业在我国属于新兴行业，但目前国内已有近千家厂商涉足该领域，由于市场前景极好，相关产品的投资者也很多，除老牌企业外，不断有新企业涌现。
国内阻燃剂产品技术还存在巨大的提升空间，有待进一步的研究和开发。
近年来，随着环保需求、能源节约、可持续发展等国家政策的推出，可生物降解型、低毒、高效、低排放、高回收利用等新一代阻燃剂开始引发广泛的关注和重视，因此市场引流程大幅提高。
国内外市场竞争格局目前，阻燃剂行业市场主要集中在中国、日本、美国、欧洲等一些发达国家和地区。
其中，美国和欧洲是世界上阻燃剂行业领先的国家，阻燃剂技术和质量都高于我国。
但随着我国阻燃剂技术的不断升级和提高，我国的阻燃剂产品的竞争优势也在不断提升。
目前我国阻燃剂生产企业的技术在国际上处于领先水平，精加工领域和核心原材料供应链上也获得了很好的口碑和影响力。
未来趋势未来阻燃剂市场将继续快速增长的态势，新的市场机会也将不断涌现。
同时，环保和节能需求等相关政策，将促使阻燃剂产品进一步向生态友好型转型。
面对日益激烈的市场竞争，阻燃剂企业将投入更多的研发资金，开发更高效、高性能的阻燃剂产品，提升自身技能和品牌影响力，做大做强。
预计未来的阻燃剂市场将越来越多地涉及消费端，未来5年的市场增长率将逐年减缓，但规模依旧会保持高速增长的趋势。
塑料制品的防火性能和阻燃技术
原料选择：选择具有良好阻 燃性能的塑料原料
成型工艺：选择合适的成型 工艺，如挤出、注射、压塑 等，保证产品的形状和尺寸
后处理工艺：对成型后的产品 进行后处理，如冷却、固化、 表面处理等，提高产品的阻燃
性能和外观质量
质量控制：对生产过程中的 各个环节进行质量控制，保 证产品的阻燃性能和稳定性
阻燃塑料在航空领域的应用：提高 飞机防火性能，保障飞行安全
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
阻燃塑料在轨道交通中的应用：提 高列车防火性能，保障乘客安全
阻燃塑料在船舶领域的应用：提高 船舶防火性能，保障航行安全
阻燃塑料制品的效果评估方法与标准
燃烧性能测试： UL94、 ISO1210、 GB/T2408等标 准
阻燃塑料制品的环保性能
阻燃剂的使用： 环保型阻燃剂， 减少对环境的
影响
生产过程：采 用环保工艺， 减少废气、废 水、废渣的排
放
产品性能：阻 燃塑料制品具 有耐热、耐候、 耐腐蚀等性能，
可回收利用
环保认证：通 过相关环保认 证，如RoHS、 REACH等，确 保产品符合环
保要求
阻燃塑料制品的生命周期评估
确定。
燃烧产物：塑料制品燃烧 时会产生有毒气体和烟雾， 对人体和环境造成危害。
燃烧速度：塑料制品的燃 烧速度受多种因素影响， 如材料、厚度、环境温度
等。
燃烧性能的影响因素： 塑料制品的燃烧性能受 多种因素影响，如材料、 添加剂、加工工艺等。
防火等级
防火等级是根据塑料制品的燃烧性 能和耐火极限来划分的
随着技术的进步，阻燃塑料制品的 性能将不断提高，满足更多领域的 需求。
阻燃剂tbc
阻燃剂tbc阻燃剂TBC阻燃剂TBC（Tetrabromobisphenol A bis(2,3-dibromopropyl ether)）是一种广泛应用于塑料和橡胶制品中的高效阻燃剂。
它具有出色的阻燃性能，能够延缓火焰蔓延速度，有效地保护人员和财产的安全。
TBC在工业和消费品领域得到了广泛的应用，并且其市场需求呈现出稳定增长的趋势。
阻燃剂是一种添加剂，它可以在材料遭受火灾时抑制或延缓火焰的蔓延速度。
阻燃剂TBC是一种溴系阻燃剂，具有优异的性能和稳定性。
它通过在材料中释放溴化物来抑制火焰的形成和蔓延。
TBC可以与各种塑料和橡胶基体相容，并且在防火性能方面表现出色。
它被广泛用于电子产品、建筑材料、汽车零部件等领域，以提高产品的阻燃性能。
首先，阻燃剂TBC在电子产品中的应用十分重要。
由于电子产品中使用的材料往往易燃，一旦发生火灾可能会引发严重的后果。
TBC可以用于电路板、电缆、插头等电子元器件中，以提高其阻燃性能。
通过添加TBC，可以有效降低电子产品起火的概率，并减少火灾对设备和使用者造成的伤害。
其次，阻燃剂TBC在建筑材料中的应用也十分广泛。
建筑材料在火灾中容易成为燃料，加剧火势的蔓延。
TBC可以与建筑材料基体相容，如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯等，通过添加TBC，可以显著提高建筑材料的阻燃性能。
这不仅可以减少火灾引发的损失，还可以延长疏散时间，提高人员的安全性。
此外，阻燃剂TBC在汽车零部件制造中也起到了至关重要的作用。
汽车往往使用各种塑料和橡胶制品，这些材料在发生事故时很容易起火。
TBC可以添加到汽车内饰、线束、零部件等中，以提供额外的阻燃保护。
这不仅可以降低车辆起火的风险，还可以减少火灾对乘客的伤害。
然而，阻燃剂TBC虽然在应用上具有广泛的优势，但也存在一些问题。
首先，TBC属于卤化阻燃剂，其分子中含有溴化物，这可能对环境和人体健康产生潜在影响。
因此，在使用TBC时需要注意环境保护和安全问题。
其次，TBC在高温条件下可能会分解，导致阻燃性能下降。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2007-06-21作者简介:纪 巍(1983-),女,黑龙江省鹤岗市人,硕士研究生。
联系人:王 鉴,电话:(0459)6503379,E 2mail :mrwj163@ 。
文章编号:1004-9533(2008)02-0177-06阻燃剂在塑料中的应用及发展趋势纪 巍,王 鉴,董 群,张学佳(大庆石油学院,化学化工学院,黑龙江大庆163318)摘要:概述了塑料的燃烧机理和阻燃剂的分类及其作用机理,重点探讨了阻燃剂在塑料中的应用,最后指出了塑料阻燃剂今后的发展趋势。
关键词:塑料;燃烧;阻燃剂;应用;发展趋势中图分类号:T Q3141248 文献标识码:ADevelopment and Application of the Flame R etardants for PlasticJ I Wei ,W ANGJian ,DONG Qun ,ZH ANG Xue 2jia(Chemistry and Chemical Engineering C ollege ,Daqing Petroleum Institute ,Daqing 163318,Heilongjiang Province ,China )Abstract :The mechanism and process of plastic burning were introduced and the basic theory and the categ ory of flame retardants were summarized ,especially the application in plastic was discussed.At last ,the developing tendency of the flame retardants were prospected.K ey w ords :plastic ;burning ;flame retardant ;application ;developing tendency 塑料作为合成的高分子材料,由于它具有良好的成型性、成膜性、绝缘性和耐酸碱性及低透气、透水性以及易着色、外观鲜艳等特点,广泛用于人们生活各个方面。
塑料与大多数高分子材料一样都有一个致命的缺点,在高温下易分解、燃烧,同时在燃烧过程中还生成大量的浓烟和有毒有害的气体,对生态环境及人们的身体健康造成巨大的危害[1]。
为保护自然生态环境与人类健康,高分子材料的阻燃问题亟待人们解决,深入阻燃机理的研究及新型阻燃剂的研发和扩大应用对社会和谐发展具用重大意义。
1 塑料的燃烧机理及阻燃剂特性111 塑料的燃烧机理塑料的燃烧是一个复杂的物理化学过程。
不同塑料的燃烧机理也不完全相同,人们常用氢2氧,甲烷2氧等简化系统描述其燃烧机理。
塑料燃烧过程是一个自由基反应过程,塑料与氧作用后生成H O ・及O ・,这些自由基又与塑料作用生成新的自由基,使链反应继续下去,起燃的敏感性和燃烧速率与H O ・及O ・自由基生成的难易和速率有关[2]。
塑料的燃烧主要受两个因素影响:1)塑料的组成和结构直接影响,其热分解温度的高低和形成H O ・及O ・的速度。
2)供氧情况,国际上通用极限氧指数(LOI ,简称氧指数)来判断塑料的燃烧性能。
LOI 值愈低,表示塑料愈易燃烧。
当塑料的LOI 值为22～25时,它具有自熄性;LOI 值达26以上即可认为难燃;当LOI 值达30以上即可认为阻燃性好。
112 阻燃剂分类及作用机理阻燃剂是能够使高分子材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种助剂[3]。
无机化合物主要有氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、硼化合物;有机2008年3月Mar.2008 化 学 工 业 与 工 程CHE MIC A L I NDUSTRY AND E NGI NEERI NG 第25卷 第2期 V ol.25 N o.2化合物主要包括有机卤化物约占31%(有机溴及有机氯)、有机磷化物约占22%(有机磷酸酯及有机磷2氮化合物)、有机氮、有机磷Π氮膨胀型[4]。
阻燃剂阻燃作用主要包括4种效应[5]。
1)冷却效应:一些阻燃剂能够吸收塑料在燃烧时所释放的热量,使燃烧的塑料温度下降,防止它继续降解或裂解,中断可燃气体的来源,使火焰熄灭,如有机磷Π氮膨胀型阻燃剂;2)隔绝效应:在燃烧过程中产生不燃性气体或泡沫层,或形成一层液体或固体覆盖层,使燃烧过程因无氧补充而中止,如卤素阻燃剂、膨胀型石墨和多元醇及聚乙烯醇等;3)消除自由基效应:在燃烧过程中能消除裂解或热解产生的自由基O・及OH・,使燃烧的链反应中段,切断可燃气体的来源,如卤素阻燃剂;4)稀释效应:在燃烧时能释放出惰性气体,稀释可燃气体及燃烧区域中的氧的浓度,使燃烧不能进行,如硼化合物与钼化合物。
在实际应用中,阻燃剂的几种阻燃效应会发挥协同作用,能起到更好的阻燃效果,既节省了用量,又提高了阻燃效率。
2 阻燃剂在塑料中的应用据统计,全球65%～70%的阻燃剂用于塑料, 20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材[6]。
阻燃剂广泛应用于聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、ABS树脂和聚酯树脂等高分子材料中。
211 聚氯乙烯(PVC)PVC树脂的氯含量为5618%(质量分数),本身具有自熄性。
PVC软制品由于配用了大量邻苯二甲酸二辛脂(DOP)等普通可燃性阻燃剂而变得易于燃烧。
为了使PVC软制品达到难燃的目的,一般使用氧化锑,或氧化锑与氯化石蜡增塑剂并用,或使用磷酸酯类增塑剂。
为了提高制品的耐热性和耐冲击性,可加入氯化聚乙烯[4]。
在PVC中单独使用氧化锑就能得到阻燃性,当氧化锑和氯化石蜡并用时,阻燃效果更好。
但由于使用氧化锑后制品不透明,所以在一定程度上限制了它的使用。
当需要考虑PVC制品的耐寒性时,可选用烷基磷酸酯。
212 聚烯烃聚烯烃高分子材料在日常生活中有着广泛的使用,如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PM M A)等[3],聚烯烃容易燃烧,特别是当其作为电气、电子设备的外壳和电线、电缆的包皮时,对阻燃要求更高。
聚烯烃用阻燃剂最具有代表性的是含卤有机化合物与氧化锑并用。
在含卤有机化合物中,主要有氯化石蜡、全氯戊环癸烷和含卤高分子化合物等。
对于PE多采用氯化石蜡与氧化锑并用的方法,就能达到使其难燃的目的。
但有降低PE拉伸强度、低温可挠性等缺点。
对于PP,因为该树脂的成型温度在200℃以上,要求使用热稳定性良好的阻燃剂。
氯化石蜡的热稳定性不好,在200℃下会发生分解而引起着色,所以不适用;脂肪族含溴化合物是有效的,但耐热性也差;采用全氯戊环癸烷、芳香族含溴化合物等含卤量高、耐热性较好的阻燃剂,可以克服上述缺点。
全氯戊烷环癸烷对PP和PE都是同样有效的,并且不析出,阻燃效果持久。
使用芳香族含溴化合物时要注意其与树脂的相容性。
溴化 如1,22双(四溴苯二甲酰亚胺)乙烷(ETP B)等也是PP、PE有效的阻燃剂[4]。
近年来,由于添加型阻燃剂影响聚合物的性能,所以合成了很多含磷烯烃类阻燃剂(见图1),将这些阻燃单体与苯乙烯,甲基丙烯酸甲酯等进行共聚,相比与其它添加型阻燃剂,阻燃效果更好,更明显[3]。
英国Lancaster大学的Ebdon等[7]合成了一系列含有双键官能团的磷系阻燃单体,然后将这些阻燃单体与苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(M M A)进行共聚,使阻燃基团和聚合物单体以共价键相结合。
再对这些阻燃共聚物进行热失重分析,测定LOI及燃烧试验等,结果表明,反应型阻燃剂大大提高了聚合物的热分解温度,LOI也得到了很大提高,燃烧后其表面的炭含量有了一定程度的增加。
G entilhomme 等[8]用CH2C(CH3)C(O)OCH(R)P(O)(OC2H5)2与M M A单体进行共聚,R为H、C6H4Br和C10H7等。
对其进行分析,发现在氩气和空气中的热分解机理完全不同,氧气的存在影响炭的生成,比纯PM M A 分解复杂,但氧指数都得到了不同程度的提高,能起到阻燃作用。
Banks等[9]合成了CH2CHP(O)(OC2H5)2,再将此单体与St、M M A、丙烯腈(AN)、丙烯酸(AM)进行自由基共聚,使其以共价键方式结合。
通过TG A、LOI测定,结果表明LOI值都有了不同程度的提高,通过对TG A的分析,发现其对AM、AN提高较明显,871 化 学 工 业 与 工 程2008年3月图1 含磷烯烃类阻燃剂产品 这是由于磷2氮协效的作用。
刘芳等[10]也采用接枝手段把含有极性基团的乙烯基单体引入非极性的PP大分子骨架,再与非卤阻燃剂如含有NH2的P2N膨胀型阻燃剂进行大分子反应,用化学键合的方式引入具有阻燃功能的基团,从结构上改善阻燃剂与PP的相容性,阻燃PP 的LOI均得到了提高,并随着乙烯基单体含量的变化而变化。
213 聚苯乙烯(PS)与ABS树脂PS的泡沫制品,广泛用作建筑材料和其他各个方面。
通常PS制品色彩鲜艳而透明,为了不因阻燃剂的添加而影响它的用途,所以常采用相容性高的含卤磷酸酯,如磷酸三(2,32二溴丙基)酯和磷酸三(溴氯丙基)酯等作为阻燃剂;采用四溴双酚A、六溴苯等芳香族溴化物的添加量要比含卤磷酸酯要多一些,但仍可以得到透明的、耐候性好的难燃制品;当采用全氯戊环癸烷时,树脂的热力学性质和电气性质能得到良好的保持,但树脂丧失了透明性。
泡沫PS的阻燃加工早先采用氯化石蜡和氧化锑并用,但这样会引起树脂软化,所以现在很少采用,转而采用四溴乙烷、四溴丁烷等脂肪族溴化物。
在有机溴化物中,对于PS阻燃效果较高的是脂肪族和脂环族溴化物,而不饱和脂肪族或芳香族溴化物的阻燃效果要差一些。
六溴代环十二烷广泛用在PS的阻燃上[4]。
苯乙烯类树脂一般采用含卤磷酸酯和有机溴化物作为阻燃剂。
ABS由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体聚合而成。
ABS树脂被广泛应用于汽车、电子电器、仪器仪表和建材等行业。
ABS的LOI值为1818～2012,容易燃烧,并且燃烧时会释放出大量的有毒气体和黑烟,这不仅会造成严重的财产损失,还会给人类的生命安全和生存环境带来极大威胁。
因此ABS的阻燃问题越来越受到世界各国的高度重视,研究和开发阻燃的ABS显得非常重要[11]。
改善ABS耐燃性的方法主要有以下几种[12]:1)是加入添加型小分子阻燃剂,包括有机阻燃剂和无机阻燃剂,前者包括卤素化合物、磷氮类阻燃剂等,后者包括氢氧化铝、氢氧化镁等;2)是与难燃聚合物共混,如PVC,CPE等;3)加入反应型阻燃剂,改变ABS共聚物的组分。
Suzuki等人[13]采用接枝甲基丙烯酸的方法,枝化率与普通工艺规程相同,产物在降解过程中与原来的聚合物没有很大的区别,但它增加了聚合物表面的炭化层,因而可以提高阻燃性。