(5)溴系类阻燃剂
溴系类阻燃剂广泛应用于聚烯烃、聚酯、电线、纺织品、ABS等物质的阻燃。溴化环氧树脂被广泛地应用于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。
1.1.5 阻燃剂的发展趋势与展望
阻燃剂主要用于阻燃合成和天然高分子材料,包括有塑料、橡胶、纤文、木材、纸张、涂料等等。据粗略估计,全球阻燃剂的65%~70%多用于阻燃塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材。其中电子/电气、运输、建材、家具、纺织是阻燃剂的主要用户。
近些年来,随着防火安全标准的日益严格和塑料产量的不断增长,全球阻燃剂的用量以及销售一直呈增长的趋势,总用量已达到120万t/a以上,其中85%为添加性的阻燃剂,15%为反应型的阻燃剂。在众多品种之中,用量最大的是氢氧化铝(ATH),其次为卤系阻燃剂。预计在今后的5年以内,全球阻燃剂需求量年均增长率可以达到4%~5%(亚太地区略高),到2007年,全球阻燃剂总用量可达到145~155万t。北美、西欧、日本是阻燃剂最大的消费地区,分别占消费市场的30%,33%,18%,亚洲(不包括日本)占19%。据最近的市场调研结果表明,美国阻燃剂市场总量2003年增加为9.69亿美元,年增长率为5%左右,近几年,日本高分子添加剂的市场连续下降,然而阻燃剂市场却略微有增长[7]。
阻燃剂的品种繁多,目前应用最广的是氯系、溴系、磷系以及卤化磷系、无机系阻燃剂等。世界各地区的阻燃剂消费结构不同,欧洲用量最大的是无机系阻燃剂,而美国、日本、亚洲消费量最大的都为溴系阻燃剂,美国和日本分别占消费总量的35%和40%,而亚洲竟高达60%。
我国阻燃剂生产在塑料助剂中,是仅次于增塑剂的第二大产业,产量逐年增加,市场也不断扩大。从1960年起开始研制和生产阻燃剂以来,到目前为止,我国阻燃剂总生产能力约为15万t/a,从事阻燃剂研究的研制单位有50多家,阻燃剂品种有120多种,生产单位150多家。近些年来,我国阻燃剂工业发展迅猛,例如最重要的添加型溴系阻燃剂十溴二苯醚(DBDPO)的销量1999年为7000t/a,2000年为9000t/a,2001年为13500t/a。增长幅度逐年增大,其它卤系中的另一个重要成员氯蜡系列也有很大的增长。还有磷系(包括无机磷类和有机磷酸酯类)和无机系的市场也在不断扩大。但是,按阻燃塑料制品占塑料总用量的比例来看,与美国相比差距还是很大。美国的比例为40%,但是我国还不到1%,即使考虑到美国的经济总量为我国的10倍,我们也还有很大的提升的空间。
我国的阻燃剂以卤系阻燃剂为主,占整个阻燃剂的80%以上,其中氯系(主要是氯化石蜡)占约69%,并且有出口;但是溴系阻燃剂不足,每年仍需要进口;作为无污染、低毒的无机系仅占阻燃剂的17%,其中有一半为三氧化二锑,而氢氧化铝、氢氧化镁还不到10%。主要的阻燃剂品种有42型、52型氯化石蜡,还有少量的70型氯化石蜡、多溴二苯醚、751溴醚、八溴醚、聚2,6-二溴醚、四溴双酚A及其齐聚物、磷酸烷(芳)基醋、氯(溴)化磷酸醋、氢氧化铝(镁)、三氧化二锑、红磷等等。我国阻燃剂比例与世界发达国家和地区相比,消费结构差距很大,目前国外的阻燃剂已趋于以无机体系为主,然而我国还是以污染较大、毒性较高的卤系阻燃剂为主[8]。
无机阻燃剂主要为铝、镁、硼、锑和钼等的氢氧化物和氧化物的水合物,其作用的机理是这些化合物受热分解,吸收大量的热,能够降低聚合物表面的温度;某些化合物还能分解出水蒸汽,起到了蓄热和稀释聚合物表面可燃性气体浓度的作用,从而达到阻燃的目的。和有机阻燃剂相比,无机阻燃剂具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低和成本低等优点,然而同时又存在着填充量大、与聚合物结合力小、相容性差和对聚合物的加工以及机械性能影响大等缺点,虽然无机阻燃剂有以上美中不足之处,但是其应用与市场仍可以与有机阻燃剂平分秋色,国外许多大公司正加大力度研制开发高性能无机阻燃剂。目前应用最广的无机阻燃剂为三水合铝、氢氧化镁和三氧化二锑。
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