关于磷系阻燃剂发展现状和趋势

关于磷系阻燃剂发展现状和趋势

摘要：近年以来，国内社会经济和科学技术得到很好发展的同时，社会中的

火灾事故数量也在逐渐提升，对于社会发展、对于广大人民群众的人身财产安全

等等方面都造成了比较大的负面影响。其中，在火灾事故的预防和处理过程中，

磷系阻燃剂具有非常重要的作用，包含吸热作用、覆盖作用和抑制链作用等等，

从而提升社会全体的消防安全水平，对于社会发展和广大老百姓来说，这是一种

非常有效的保障手段，因此，对于磷系阻燃剂的发展现状和发展趋势需要牢牢把握，使其既可以在当前的消防安全方面发挥出重要的作用，同时其发展也可以为

后续的消防安全工作的可持续性发展方面做出非常重要的贡献。因此，在本文中

就将针对磷系阻燃剂发展现状和发展趋势进行系统研究和分析工作。

关键词：阻燃剂；磷系阻燃剂；发展现状；发展前景

前言：伴随着科技的进步和人民群众生产生活要求的提升，各种创新材料进

入到广大人民群众的日常生活和工作当中，聚合物就是其中之一，这一材料具有

很好的质轻价廉、化学稳定性好、成型性好等等优势，在机械、纺织和建筑材料

等等领域具有广泛的应用。但同时也需要意识到，大多数聚合物具有可燃易燃特性，而一旦燃烧，聚合物还会产生熔滴加快火势蔓延以及产生烟尘和一些有毒气体，从而造成人员伤亡以及巨大的经济损失。在这种情况下，就需要注重聚合物

的阻燃技术和阻燃材料，磷系阻燃剂就是其中之一，近年以来的研究热度也居高

不下，足以看出社会对于磷系阻燃剂的重视程度。所以，在接下来的文章中就将

针对磷系阻燃剂的发展现状和趋势进行详尽阐述，除此之外，还将提出一定的具

有针对性和建设性的意见，试图起到一定的总结和引领作用和效果。

一、关于磷系阻燃剂的概述

从上世纪的三十年代开始，各种高分子材料已经广泛且深刻地在各个领域、

各行各业中进行广泛的应用，磷系阻燃剂其实就是其中之一。人类社会在感受到

这些高分子材料所提供来的诸多便利和高性能的同时，由于这些材料具有易燃性，

因此人类社会还承受着高分子材料所带来的潜在火灾风险[1]。但高分子材料自身

具备较高的性能优势是毋庸置疑的，因此为了减少火灾事故的概率、减少火灾事

故的损失，世界各国都在加强阻燃技术、阻燃材料方面的研究和开发工作。从时

间点的角度上来说，国内的阻燃剂工业起步时间存在明显的滞后性，但伴随着国

内社会经济的快速发展和材料科学领域水平的提升，阻燃剂工业也迎来了更好的

发展机遇，但同时也面临着诸多的挑战。例如，近几年我国材料工业快速发展，

带动了高分子材料应用领域逐步拓宽，阻燃剂的市场需求量也呈现不断增长的态势，2020年国内阻燃剂的市场需求量约为90.2万吨，较上年同比增长约9.6%；

到2021年市场需求量增加至98万吨左右，相比2020年提高了约8.6个百分点，而伴随着国内的城市现代化建设和城镇化建设进程的加快，对于阻燃剂的需求依

旧会维持在一个比较高的水平。2020年行业市场规模约为175亿元，与2019年

相比增长约16.1%；2021年我国阻燃剂行业的市场规模达到约216亿元左右，同

比增长约23.43%，北京研精毕智预测未来几年行业市场规模将会继续增加，从以

上的相关数据和信息来看，包含磷系阻燃剂在内的阻燃剂行业整体上具有良好的

发展趋势[2]。

阻燃剂工业的发展趋势上符合国内一直以来坚持的环保原则和可持续性发展

詹腊，在提升阻燃剂基本性能的同时，也更加注重对应的环保与生态安全。在这

一背景之下，传统卤系阻燃剂就已经难以满足相关的要求和需求，因为卤系阻燃

剂在燃烧的过程中会出现有毒的卤化气体和烟雾，尽管具备良好的阻燃剂特性，

但是会对人体造成二次伤害，尤其是燃烧所产生的二恶英，具有较强的致癌作用。在这种情况下，磷系阻燃剂出现在业界的视野当中，与卤系阻燃剂相较，磷系阻

燃剂具备多种优势和价值，包含低放热率、低生烟性和低毒性，这些优势作用之下，也注定了磷系阻燃剂具备良好的阻燃效率。事实也正是如此，自从20世纪

的六十年代开始，磷系阻燃剂的作用和价值被认可，并且在诸多领域中进行应用，从实践应用效果上来看，其也具备良好的市场发展前景[3]。

二、磷系阻燃剂的阻燃机理

阻燃剂是高分子材料工业当中的重要助剂，在阻燃剂的作用之下，可以在很大程度上延缓、抑制高分子材料燃烧的传播，进而降低火灾事故的发生概率和提升消防安全等级，这是一种从根本处抑制、消除失控燃烧的材料。

依据使用的特性进行分析，磷系阻燃剂的添加包含两种方法。首先是物理方法，可以在高分子材料当中混入或者是涂覆阻燃剂，从而降低可燃烧高分子材料的比例[4]，由此，在磷系阻燃剂的帮助之下，就可以将燃烧的高分子材料与氧化剂、热源进行隔离，提升了材料自身的消防安全等级。其次是化学使用方法，相关的操作技术人员需要使用具有活性官能团的阻燃剂，与可燃高分子材料的表面进行枝接反应，从而获得良好的阻燃效果。综合来看，磷系阻燃剂的阻燃机理主要具有以下几种；

（一）成碳机理

磷系阻燃剂受热条件之下，能够产生具有溪水或者是脱水效果的强酸，其中聚磷酸和焦磷酸都具有这一效果，从化学反应视角来看，其主要作用在于促进多羟基化合物脱水炭化, 形成具有一定厚度的不易燃烧碳层，这一碳层可以将可燃材料与氧化剂、热源隔开，从而组织物质与热量的传递，从而有效阻断燃烧的进行。部分磷系阻燃剂复配具有含碳量比较多的多羧基化合物，从而促进成碳的这一过程，以下方程式可以表示反应理论原理：

(C6H10O5)→6nC+ 5nH2O

（二）连锁反应阻止机理

磷系阻燃剂受热分解产生的气体可以作为一种催化剂，与可燃材料热解产生的可燃性气体进行化学反应，产生不燃或者是难燃性的气体，从而使得可燃性气体的连锁反应得到中断。高分子材料的燃烧过程，其实是一个简单的先吸热后放热的过程，阻燃剂在其中的作用，可以同时发挥出隔热、吸热和热传导的作用和效果，从而使得燃烧反应得到理想的抑制，这也是磷系阻燃剂的应用逐渐变得更加广泛的主要原因[5]。

（三）气体稀释机理