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阻燃材料

阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料,广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。

现阻燃材料主要有有机和无机,卤素和非卤。有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。

一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力,在塑料中添加使用,溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势,虽然在环保问题上“非议”多,但一直难以有其他阻燃剂体系取代。

常用品种有以下几种:①三氧化二锑。必须与有机阻燃材料协同使用。②氢氧化镁、氢氧化铝。可分别单独使用,但加入量大,往往与树脂用量相当。③无机磷类。常用红磷及硫酸盐,纯红磷在使用前最后经过微化处理,可单用和并用,磷酸盐有磷酸铵、硝酸铵等。④硼类阻燃材料。常用水合硼酸锌,一般与其他阻燃材料协同使用。其他金属氧化物,如金属铝化物、金属铁化物等,主要用于硝烟。⑤金属卤化物。如各类卤化锑类。

常用品种有以下几种①有机卤化物。主要为溴化物,常用的有,十溴联苯酸(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)、溴化聚苯乙烯(BPS)等。氯化物只有氯化石蜡和氯化聚乙烯获得应用。卤化物常与三氧化二锑或磷化物协同使用。②有机磷化物。可分为无机磷和卤代磷两类。无卤磷主要为磷酸类如三苯(TPP)等。无卤磷需与卤化磷协同加入。卤代磷的分子内同时含有磷和卤两种元素,具有分子内协同作用,因而可单独使用,常用品种如三氯乙烯(TECP)等。③氮系。主要品种有三聚氮氨等,常用于PA和PU中,并与磷类阻燃剂协同使用。 [1]

就现在而言由于除了一些无毒无害的无机阻燃剂,氢氧化镁,氢氧化铝等。卤系(溴系和氯系)阻燃剂的应用也十分广泛,主要原因是卤系阻燃剂的添加量相对来说比较少,卤系特别是溴系阻燃剂的阻燃效率特别高。就现在的情况来看,卤和具有协同效应的卤锑系统在世界阻燃剂用量中已占据主要份额,其中用量最大的是溴系阻燃剂,主要有四溴双酚A、十溴联苯醚、四溴邻苯二甲酚酐、二溴新戊二醇,1986年据瑞士科学家报道,多溴二苯醚燃烧时,生成有毒致癌的多溴代二苯并二口恶烷及二苯并呋喃,同年德国也有类似报道。反对卤化物作为阻燃剂的科学家(包括生态学家、环境学家、绿色化学家)出现在西方发达国家(特别是北欧的德国和瑞典),有关含卤化物的阻燃剂带来的环境安全问题在些地方引起了广泛的关注。
  阻燃材料绿色化的关键是阻燃剂的选择。阻燃剂的绿色可持续发展方向应该是非PBT、非CMR物质,而不是无溴或无卤。聚合型或大分子阻燃剂由于其结构上具有与生俱来的低毒性、非生物累积性而使之成为绿色环保阻燃剂热点发展方向。 [2]

在我国的阻燃技术基本上与国外先进国家处在同一水平线上,各种阻燃制品的难燃要求也是参照发达国家的同类标准制订出来的。但由于我国目前还没有一部较为完整的阻燃法律规范,使得我国阻燃制品的生产总量及其使用仍远远落后于发达国家。如美国在上世纪九十年代末期,阻燃塑料制品占其塑料总使用量的40%左右,而与此同时我国连1%的阻燃制品都达不到。
  我国在高聚物(各种塑料包括工程塑料)的阻燃中,主要是以用量少、阻燃效率高且适应性广的添加型溴系阻燃剂为主。溴系中多溴二苯醚(PBD PO)在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并烷(PBDD)和多溴代苯并呋喃(PBDF)。而且卤素阻燃剂在燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体,可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其它器官造成危害的严重缺点。所以我国虽然阻燃材料研究方面比较不错,但将阻燃材料应用到实际中还在很落后。 [1]

环保型阻燃材料生产和应用

随着人们环保、安全、健康意识的日益增强,世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的重点,并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类,可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。

现产品主要有:纳米级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级改性氢氧化镁阻燃剂、氢氧化镁复合阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、改性氢氧化铝阻燃剂、轻质氧化镁、不饱和树脂阻燃剂、硅橡胶阻燃剂、聚酰胺阻燃剂、PE阻燃剂、PP阻燃剂、PVC阻燃剂、木材阻燃剂、纸张专用阻燃剂、CPE阻燃剂、织物涂层胶阻燃剂、地毯背胶阻燃剂、水性涂料阻燃剂、油性涂料阻燃剂、粉末涂料阻燃剂、各种油墨阻燃剂、热稳定剂等产品。

产品已广泛应用于ABS、CAB、PC、PS、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、CSM、CPE、聚乙烯、含氟聚合物、聚氯乙烯、聚偏二幅乙烯、热塑性弹性体、硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、PVC/丁腈橡胶共混物、EVA、发泡橡胶、PP、PA等橡胶制品及工程塑料产品中。

阻燃材料制品的分类

阻燃材料的制品主要可分为阻燃织物、阻燃化学纤维、阻燃塑料、阻燃橡胶、防火涂料、阻燃木质材料及阻燃纸、无机不燃填充材料等7大类。


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