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摘要阻燃剂是能够增加材料耐燃性的物质,是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一。介绍阻燃剂的分类、现状以及发展状况。
关键词阻燃剂;分类;现状;发展
中图分类号TQ314文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0217-01
高分子材料一般都是易燃或可燃的,容易引发火灾事故,已成为日益严重的社会问题。为了解决材料的耐燃、抑烟等问题,确保合成材料使用的安全性,最有效的方法是加入阻燃剂,阻燃剂随着合成材料的发展而不断发展。从20世纪60年代至今,世界阻燃剂市场经历了一个蓬勃发展的阶段,进入一个全新的发展时期。
1阻燃剂的分类
阻燃剂按照化合物的种类可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。
1.1无机阻燃剂
无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不析出、不产生腐蚀性和有毒性气体等特点,且价格便宜,可利用的资源丰富。
1):是以烧碱分解铝钒土制取的,工业级经化学处理、洗涤、干燥、机械粉碎及复合后精制而得。具有阻燃、消烟、填充3个功能,因其不挥发,无毒,不产生二次污染,又可与多种物质产生协同阻燃效应,被誉为“无公害阻燃剂”。
2):是目前发展较快的一种添加型阻燃剂,具有热稳定性、不产生有毒气体、等优点。能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体,是一种环保型绿色阻燃剂。可用于阻燃高温分解型聚合物,且还有促进聚合物成炭的作用,应用范围更广。
3)红磷:红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有高、抑烟、低毒的阻燃效果。阻燃机理为使燃烧的聚合物表面炭化,炭化层一方面可减少可燃气体的放出;另一方面还具有吸热作用。
4)可膨胀石墨:可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃剂。可膨胀石墨在阻燃过程中的作用是:①在聚合物表面形成坚韧的炭层,将可燃物与热源隔开;②膨胀过程中大量吸热,降低了体系的温度;③膨胀过程中释放夹层中的酸根离子,促进脱水炭化,并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。
1.2有机阻燃剂
有机阻燃剂包括磷系阻燃剂和卤系阻燃剂。
1)磷系阻燃剂。磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的一种,包括磷酸酯、膦酸酯、氧化磷等。磷酸酯磷酸酯阻燃剂属于添加型阻燃剂;膦酸酯膦酸酯是一类很有发展前途的阻燃剂,分子中C—P键的存在使其稳定性增加,同时有非常好的耐水性、耐溶剂性。氧化膦氧化膦是一种稳定性极高的有机膦化合物,可用作聚酯的阻燃剂。
2)卤系阻燃剂。卤系阻燃剂是有机阻燃剂中一个重要系列,也是使用最早的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少以及与合成材料的相容性和稳定性好,能保持阻燃剂制品原有的物化性能。同时卤系阻燃剂也是目前倍受争议的一类阻燃剂,主要是因为卤系阻燃剂作用机理是在受热时分解产生卤化氢,卤化氢消耗高分子降解产生的自由剂,延缓或中断燃烧的链反应,而且卤化氢是一种难燃气体,密度比空气大,可在高分子材料表面形成屏障,降低可燃性气体的浓度,从而起到阻燃效果。
2国内外应用现状
2.1国内阻燃剂的应用现状
我国阻燃剂起步于50年代,60年代和70年代处于停滞阶段,只研究了少量产品,进入80年代才开始飞速发展。1995年,我国阻燃剂的总生产能力约11万吨,是1990年生产量的3倍,其中氯化石蜡占90%,磷及卤化磷酸酯占近3%,溴系阻燃剂占3%,无机系占4%。目前我国阻燃剂的生产厂家有40多家,品种近50种,常用品种20—30种。
2.2国外阻燃剂的应用现状
美国是世界上应用阻燃剂最早,生产和消耗最大的国家。日本和西欧的阻燃剂生产均兴起于70年代。
目前,对无机阻燃剂,国外主要进行了微细化、复配化等方面研究。如近年来,开展的对氢氧化铝表面处理和粘度、粒徑分布的研究。为了降低成本,解决氧化锑的来源问题,国外非常重视对氧化锑代用品和复合品的开发。为了降低三氧化二锑引起的发烟量,国外许多公司开发了氧化锑与消烟化合物共混品种。
目前,国外研究得最多是关于复配物及非卤化技术。
3阻燃剂的发展方向
随着阻燃技术的不断发展,人们对阻燃剂的性能要求也越来越高。未来阻燃剂的发展方向是:1)无卤阻燃剂的超细化、微胶囊化、表面处理、非卤化和复配化等技术的开发应用。2)协同体系的开发。3)绿色无卤阻燃技术的开发。4)无机阻燃剂的多功能化。5)有机阻燃剂的高分子量化。6)阻燃剂的复配。
4结语
纵观近年来阻燃剂的研究开发和发展状况,可以看出随着合成材料工业的发展和法律法规的健全,以及人们环保意识的增强,阻燃剂的研制与开发正向环保化、低毒化、高效化、多功能化等方向发展。我国近年来在这些方面做了大量的工作,业内人士应顺应发展潮流,提高创新能力,推动我国阻燃剂工业的快速发展。
参考文献
[1]邵红飞,苏芳.塑料无卤阻燃剂研究进展[J].工程塑料,2009,8:91-94.
[2]崔隽.阻燃剂产品的现状与发展[J].科普,2005,3:31.
[3]赵光辉.等我国阻燃剂的生产水平及发展动向[J].生产与应用,2004,7:20-25.
[4]和丽秋.燃料的阻燃处理[J].科普长廊,2003,1:34.
[5]梁成.我国阻燃剂发展现状及其发展对策[J].阻料材料与技术,2003,2:6-7.
[6]崔隽.阻燃剂的现状与发展趋势[J].山东轻工业学院学报,2003:14-17.
[7]茅惠萍.塑料用阻燃剂技术发展方向[J].中国氯碱,2000,10:40-42.
[8]邓兰.阻燃剂的应用及发展[J].西南石油学院学报,1996,5:105-109.
[9]彭树文.阻燃剂浅析[J].专论综述,1997,3:1-4.
关键词阻燃剂;分类;现状;发展
中图分类号TQ314文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0217-01
高分子材料一般都是易燃或可燃的,容易引发火灾事故,已成为日益严重的社会问题。为了解决材料的耐燃、抑烟等问题,确保合成材料使用的安全性,最有效的方法是加入阻燃剂,阻燃剂随着合成材料的发展而不断发展。从20世纪60年代至今,世界阻燃剂市场经历了一个蓬勃发展的阶段,进入一个全新的发展时期。
1阻燃剂的分类
阻燃剂按照化合物的种类可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。
1.1无机阻燃剂
无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不析出、不产生腐蚀性和有毒性气体等特点,且价格便宜,可利用的资源丰富。
1):是以烧碱分解铝钒土制取的,工业级经化学处理、洗涤、干燥、机械粉碎及复合后精制而得。具有阻燃、消烟、填充3个功能,因其不挥发,无毒,不产生二次污染,又可与多种物质产生协同阻燃效应,被誉为“无公害阻燃剂”。
2):是目前发展较快的一种添加型阻燃剂,具有热稳定性、不产生有毒气体、等优点。能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体,是一种环保型绿色阻燃剂。可用于阻燃高温分解型聚合物,且还有促进聚合物成炭的作用,应用范围更广。
3)红磷:红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有高、抑烟、低毒的阻燃效果。阻燃机理为使燃烧的聚合物表面炭化,炭化层一方面可减少可燃气体的放出;另一方面还具有吸热作用。
4)可膨胀石墨:可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃剂。可膨胀石墨在阻燃过程中的作用是:①在聚合物表面形成坚韧的炭层,将可燃物与热源隔开;②膨胀过程中大量吸热,降低了体系的温度;③膨胀过程中释放夹层中的酸根离子,促进脱水炭化,并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。
1.2有机阻燃剂
有机阻燃剂包括磷系阻燃剂和卤系阻燃剂。
1)磷系阻燃剂。磷系阻燃剂是阻燃剂中最重要的一种,包括磷酸酯、膦酸酯、氧化磷等。磷酸酯磷酸酯阻燃剂属于添加型阻燃剂;膦酸酯膦酸酯是一类很有发展前途的阻燃剂,分子中C—P键的存在使其稳定性增加,同时有非常好的耐水性、耐溶剂性。氧化膦氧化膦是一种稳定性极高的有机膦化合物,可用作聚酯的阻燃剂。
2)卤系阻燃剂。卤系阻燃剂是有机阻燃剂中一个重要系列,也是使用最早的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少以及与合成材料的相容性和稳定性好,能保持阻燃剂制品原有的物化性能。同时卤系阻燃剂也是目前倍受争议的一类阻燃剂,主要是因为卤系阻燃剂作用机理是在受热时分解产生卤化氢,卤化氢消耗高分子降解产生的自由剂,延缓或中断燃烧的链反应,而且卤化氢是一种难燃气体,密度比空气大,可在高分子材料表面形成屏障,降低可燃性气体的浓度,从而起到阻燃效果。
2国内外应用现状
2.1国内阻燃剂的应用现状
我国阻燃剂起步于50年代,60年代和70年代处于停滞阶段,只研究了少量产品,进入80年代才开始飞速发展。1995年,我国阻燃剂的总生产能力约11万吨,是1990年生产量的3倍,其中氯化石蜡占90%,磷及卤化磷酸酯占近3%,溴系阻燃剂占3%,无机系占4%。目前我国阻燃剂的生产厂家有40多家,品种近50种,常用品种20—30种。
2.2国外阻燃剂的应用现状
美国是世界上应用阻燃剂最早,生产和消耗最大的国家。日本和西欧的阻燃剂生产均兴起于70年代。
目前,对无机阻燃剂,国外主要进行了微细化、复配化等方面研究。如近年来,开展的对氢氧化铝表面处理和粘度、粒徑分布的研究。为了降低成本,解决氧化锑的来源问题,国外非常重视对氧化锑代用品和复合品的开发。为了降低三氧化二锑引起的发烟量,国外许多公司开发了氧化锑与消烟化合物共混品种。
目前,国外研究得最多是关于复配物及非卤化技术。
3阻燃剂的发展方向
随着阻燃技术的不断发展,人们对阻燃剂的性能要求也越来越高。未来阻燃剂的发展方向是:1)无卤阻燃剂的超细化、微胶囊化、表面处理、非卤化和复配化等技术的开发应用。2)协同体系的开发。3)绿色无卤阻燃技术的开发。4)无机阻燃剂的多功能化。5)有机阻燃剂的高分子量化。6)阻燃剂的复配。
4结语
纵观近年来阻燃剂的研究开发和发展状况,可以看出随着合成材料工业的发展和法律法规的健全,以及人们环保意识的增强,阻燃剂的研制与开发正向环保化、低毒化、高效化、多功能化等方向发展。我国近年来在这些方面做了大量的工作,业内人士应顺应发展潮流,提高创新能力,推动我国阻燃剂工业的快速发展。
参考文献
[1]邵红飞,苏芳.塑料无卤阻燃剂研究进展[J].工程塑料,2009,8:91-94.
[2]崔隽.阻燃剂产品的现状与发展[J].科普,2005,3:31.
[3]赵光辉.等我国阻燃剂的生产水平及发展动向[J].生产与应用,2004,7:20-25.
[4]和丽秋.燃料的阻燃处理[J].科普长廊,2003,1:34.
[5]梁成.我国阻燃剂发展现状及其发展对策[J].阻料材料与技术,2003,2:6-7.
[6]崔隽.阻燃剂的现状与发展趋势[J].山东轻工业学院学报,2003:14-17.
[7]茅惠萍.塑料用阻燃剂技术发展方向[J].中国氯碱,2000,10:40-42.
[8]邓兰.阻燃剂的应用及发展[J].西南石油学院学报,1996,5:105-109.
[9]彭树文.阻燃剂浅析[J].专论综述,1997,3:1-4.