5.2? 國內(nèi)阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀
??? 我國對阻燃劑的研究較晚,發(fā)展也比較慢,與國外發(fā)達國家還有一定的差距。目前我國阻燃劑的總生產(chǎn)能力在10×104t以上,其中主要產(chǎn)品為氯化石蠟,生產(chǎn)能力超過市場需求。而在國外產(chǎn)量較大的溴系阻燃劑在國內(nèi)存在生產(chǎn)規(guī)模小、品種少、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點,難以與國外產(chǎn)品競爭,滿足不了國內(nèi)市場的需求。我國生產(chǎn)的無機磷系阻燃劑主要是小分子磷酸酯和鹵代磷酸酯,存在揮發(fā)性大、抗水性差、阻燃性不足的缺點,對耐熱性高、阻燃性能優(yōu)異的齊聚物品種生產(chǎn)較少;以低聚合度的聚磷酸銨、磷酸銨及紅磷等為主無機磷類阻燃劑,它們與阻燃材料之間的相容性較差,易遷移、阻燃材料性能不佳。采用穩(wěn)定化處理的微膠囊化紅磷產(chǎn)量小,在國內(nèi)市場中占有率不高。無機阻燃劑以其無毒無害且價格適中的優(yōu)點,在阻燃劑領(lǐng)域里占據(jù)了越來越重要的地位。但在國內(nèi)研究開發(fā)的無機阻燃劑中,主要產(chǎn)品是氫氧化鋁、氫氧化鎂等,品種較單一。而且由于缺乏超細化工品種及表面處理技術(shù),導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量較差,在阻燃劑市場所占的份額不高。從幾大阻燃劑生產(chǎn)、使用情況看,國內(nèi)開發(fā)研制的阻燃劑存在相當多的問題,而且科技含量較低,僅適應(yīng)于建筑交通等技術(shù)性要求不強的領(lǐng)域,在對阻燃劑性能要求較高的電子工業(yè)、航空等高科技領(lǐng)域中應(yīng)用的還很少。
6? 阻燃劑的發(fā)展方向
??? 阻燃劑作為一個新興的工業(yè),具有很好的發(fā)展前景。它發(fā)展的主要趨勢是:鹵系阻燃劑將會繼續(xù)使用,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會有所調(diào)整,但隨著人們對環(huán)保的重視,開發(fā)無鹵系阻燃劑將成為阻燃劑發(fā)展趨勢;磷氮系的膨脹型阻燃劑及氮基阻燃劑將進一步得到發(fā)展和受人青睞;無毒、抑煙的無鹵無機阻燃劑,如改性的氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等,特別是可用于較高溫度的氫氧化鎂,將進一步得到開發(fā)。針對阻燃劑的缺點,阻燃劑的研究發(fā)展應(yīng)從以下幾個方面考慮。
6.1? 改進阻燃劑的缺點
??? 阻燃劑在使用過程中存在一些問題,近年來火災(zāi)時由阻燃劑引起的災(zāi)害頻頻發(fā)生,對人的生命威脅最大的是阻燃劑產(chǎn)生的煙氣和毒氣。美國對393起建筑火災(zāi)中1464人的死亡原因所做的分析表明,其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%,被火焰直接燒死的僅占24.4%。因此,隨著人們對降低阻燃材料燃燒過程中產(chǎn)生的煙量和有毒氣體的呼聲日益升高,不斷改進各類阻燃劑自身缺點才能使阻燃劑有更好的發(fā)展前景。
6.1.1? 有機鹵系阻燃劑
??? 有機鹵系阻燃劑中,溴系阻燃劑以其阻燃效果好、添加量少等優(yōu)點受到人們的青睞,在有機阻燃劑中占有重要地位。相比之下,氯系阻燃劑和鹵化系阻燃劑使用量呈下降趨勢。溴類阻燃劑主要研究發(fā)展方向是:1、開發(fā)揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性好的阻燃增效劑;2、開發(fā)能與熱塑性塑料反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的阻燃劑,使其發(fā)揮阻燃作用的同時,還能改善塑料的機械性能;3、開發(fā)性能獨特、毒性低、揮發(fā)性低的高溴含量的阻燃劑。
6.1.2? 有機磷系阻燃劑
??? 有機磷系阻燃劑是一種阻燃性能較好的阻燃劑,它具有阻燃增塑雙重功能,并可代替鹵化系阻燃劑,具有一定的發(fā)展前景。近年來,研究人員針對阻燃劑的缺點研究開發(fā)的膨脹型阻燃劑,其活性成分之一為磷。含膨脹型阻燃劑的高聚物熱裂或燃燒時,表面形成一層膨脹炭層,具有阻燃(炭的極限氧指數(shù)達60%)、隔熱、隔氧功能,且生煙量少,也不易形成有毒氣體和腐蝕性氣體,有效地克服了有機磷系阻燃劑的缺點。
6.1.3? 無機阻燃劑
??? 無機阻燃劑的主要缺點是在高分子材料中添加量大(一般在50%以上),易導(dǎo)致材料的加工性能和物理性能下降。研究表明,阻燃劑粒徑大小直接影響它所填充材料制品的性能,當添加量一定時,粒徑減小,制品的機械、物理性能指標提高,氧指數(shù)上升,熔滴現(xiàn)象大大減輕,粒徑大小對其性能有很大的影響。因此,粒子的超細化已成為無機阻燃劑的主要發(fā)展趨勢之一。
??? 無機阻燃劑是親水性物質(zhì),而高分子材料基體是親油性,兩者互不相容,從而限制了無機阻燃劑的填充量,降低了其分散性。因此,無機阻燃劑在添加之前,必須先經(jīng)過表面改性,改性效果的差異對分散性能有很大影響,影響到材料的性能。當前改性的方法主要是采用偶聯(lián)劑(硅烷、鈦酸酯、硬脂酸等)進行表面改性。探索更好、更可行的粒子表面改性方法是無機阻燃劑發(fā)展的另一個重要趨勢,能使無機阻燃劑有更好的發(fā)展前景。
6.2? 開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑
??? 21世紀應(yīng)著力于開發(fā)新型低毒低煙、無污染的阻燃劑。從環(huán)保的角度考慮,國外許多國家已經(jīng)限制了對環(huán)境有污染的阻燃劑的生產(chǎn)和使用。歐洲已經(jīng)開始限制含鹵阻燃劑的銷售,日本禁止使用使電纜燃燒時產(chǎn)生酸性氣體的阻燃劑,美國已制定了采用低鹵電纜包覆層的規(guī)定。不久的未來,含鹵阻燃體系將會被無鹵阻燃體系替代。經(jīng)過研究人員的不斷努力,不斷研制開發(fā)出一些新型的阻燃劑,適應(yīng)市場對阻燃劑的需求。
6.2.1? 膨脹型阻燃劑
??? 膨脹型阻燃劑是近年來國際阻燃領(lǐng)域廣為關(guān)注的新型復(fù)合阻燃劑。它具備了獨特的阻燃機制和無鹵、低煙、低毒的特性,符合了當今人們保護生態(tài)環(huán)境的要求,是阻燃劑無鹵化的重要途徑。膨脹阻燃系統(tǒng)因其酸源、炭源、氣源--"三源"的協(xié)同作用在燃燒時于材料表面形成致密的多孔泡沫炭層,既可阻止內(nèi)層高聚物的進一步降解及可燃物向表面的釋放,又可阻止熱源向高聚物的傳遞以及隔絕氧源,從而阻止火焰的蔓延和傳播。與傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑相比,這種阻燃系統(tǒng)在燃燒過程中大大減少了有毒及腐蝕性氣體的生成,因而受到阻燃界的一致推崇,是今后阻燃材料發(fā)展的主流。
6.2.2?? 納米級阻燃劑
??? 納米技術(shù)是近年來倍受人們關(guān)注的一門新興科學(xué)技術(shù)。它是發(fā)展信息技術(shù)和解決環(huán)保等各種社會和經(jīng)濟問題所必須的基礎(chǔ)技術(shù)之一。納米材料是采用納米技術(shù)合成的材料,其粒子的尺寸大小達到納米級別。納米材料技術(shù)以其高技術(shù)含量、高產(chǎn)品品質(zhì)的特點而倍受國內(nèi)外矚目。采用納米技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)納米級阻燃劑是阻燃劑領(lǐng)域的新產(chǎn)品。如納米級氫氧化鎂,具有純度高、粒度超級細化、阻燃性能好等優(yōu)點,有很好的發(fā)展?jié)摿Α?br />
??? 總之,研究開展新型的低毒、低煙霧、無害化、高效阻燃抑煙型阻燃劑是阻燃劑發(fā)展的重要趨勢。
7? 結(jié)束語
??? 近年來合成材料工業(yè)迅速發(fā)展起來,高分子材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域。然而,由于這類材料大都是可燃、易燃物,迫使人們對各種合成材料提出了阻燃的要求。隨著人們對可燃材料的阻燃的重視,阻燃劑研究發(fā)展取得了很大的進步。國外對阻燃劑的研究已進入相對完善的發(fā)展階段,但在國內(nèi),阻燃劑還是一個新生的工業(yè)。雖然各種因素制約著阻燃劑的發(fā)展,但近幾年來國內(nèi)阻燃劑的發(fā)展不斷成熟。當前,阻燃材料的發(fā)展呈現(xiàn)出兩個重要特點:一是阻燃劑需求總量快速增長;二是阻燃劑品種朝著低煙、無毒、無鹵化方向發(fā)展。因此,不斷改進阻燃劑的缺點,開發(fā)出新型低煙、無毒、無鹵化的阻燃劑,可以預(yù)言,在全球范圍內(nèi)阻燃劑將有一個蓬勃發(fā)展的前景。