阻燃劑是個長期的話題,據業內專家認為,我國阻燃劑的研究方向如下:
(1)尋求銻代用品和減少發煙量是銻阻燃劑不可缺少的協同劑,但銻產品不僅價格高,且發煙量大,因此,對三氧化二銻的粒度要求越來越高。阻燃劑顆粒越細,對材料的物理機械性能影響越小,故應大力開發超細三氧化二銻和膠體三氧化二銻,調節氫氧化鋁的粒徑分布,增強阻燃效果。
(2)高分子型溴系阻燃劑是今后更新換代的較好品種。溴系阻燃劑因發煙量大而不盡滿意,但由于阻燃效果好,用量少,對產品性能影響小,因此在今后相當長時間內仍是阻燃劑的主要品種。溴系阻燃劑今后的一個重要方向是向高分子化發展,以解決遷移性,提高相容性和熱穩定性等問題。
(3)穩定化、多功能及低毒是磷系阻燃劑的發展方向。磷系阻燃劑大多是液體,因而揮發性大、耐熱性差是小分子磷系阻燃劑的主要特點。為克服這些缺點,國內外正在努力開發大分子量的化合物和齊聚物。
(4)膨脹型阻燃體系是新發展的一種無鹵阻燃體系。該體系具有很高的阻燃性能,在燃燒過程中無滴落、低煙、無毒。這類阻燃劑由酸源、碳源和發泡源組成。酸源一般是無機酸或是在燃燒時能生成酸的鹽,碳源為碳的多元醇化合物,而發泡源為胺或酰胺等化合物。
(5)發展非鹵化高性能無機阻燃劑。由于絕大多數含鹵阻燃劑會釋放出對人體有害的氣體,因此提出了阻燃材料非鹵化的要求。非鹵化技術的關鍵在于解決固體顆粒的超微細化及表面處理問題,同時不要考慮到粒子的形成和分布及純度問題。
(6)紅磷是一種有效阻燃劑。由于它在摩擦、碰撞時易燃,紅磷包覆技術在國內外也成了一個研究熱點。所謂紅磷包覆是指紅磷微粒外包覆一層膜而使之成為膠囊。這種膠囊在加工溫度、壓力下不會破裂,但其著火時,這層膜卻能立即熔融分解釋放出阻燃劑而達到阻燃的目的。近年來紅磷包覆研究主要采用交聯聚合物或金屬氧化物。
我國是塑料阻燃劑的巨大潛在市場。目前我國阻燃劑無論在用量上還是品種上都與發達國家存在著較大的差距,隨著國家對塑料阻燃技術要求力度的加強,我國阻燃劑的研究和發展將出現更好的廣闊前景。
加快阻燃技術及材料的開發和推廣步伐
阻燃劑及阻燃材料在工業生產和人們生活中的重要性不容置疑,其發展趨勢和應用領域格外引人關注。
溴系阻燃劑仍是主力
高聚物的阻燃技術,當前主要以添加型派系阻燃劑為主,常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴雙酚A,六溴環十二烷等,其中尤以十溴二苯醚使用量為最大。溴系阻燃劑的分解溫度大多在200~300℃左右,與各種高聚物的分解溫度相匹配,因此能在最佳時刻與氣相及凝聚相同時起到阻燃作用,且添加量小、阻燃效果好。但近年來,歐洲一些“綠色”環保組織對溴系阻燃劑產生了誤解,以溴系阻燃劑有毒為由要求政府放寬對部分塑料制品(如電視機外殼)的嚴格阻燃標準,結果導致電視機成為歐洲國家引起火災的主要原因之一。
這些“綠色”環保組織還認為,溴系阻燃劑在燃燒時會產生有毒煙霧,為此溴化物科學與環境論壇和溴系阻燃劑生產商會完成的多項研究報告顯示,溴系阻燃劑能顯著減少高聚物燃燒時有毒氣體的排放,有利于保護環境。美國國家標準和技術實驗室NIST的研究也顯示,在燃燒時,含溴阻燃劑的高聚物所產生的總發煙量中有毒成分只是無阻燃高聚物的1/3。
另外,近期爭議最多的是多溴二苯醚(PBDPO)在燃燒時,會產生有毒致癌的多溴代苯并惡英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。為此世界著名的溴系阻燃劑廠商將多溴二苯醚類阻燃劑進行測試,表明這些產品都能通過德國二惡英條令和美國環保局的嚴格規定,沒有產生PBDD和PBDF的危險。因此多溴二苯醚類阻燃劑在美國、日本、歐洲部分國家依然十分暢銷。溴類阻燃劑現在仍然是全世界范圍內阻燃技術中的主力軍。目前對溴類阻燃劑的偏見會隨著科學技術的進一步發展而得到澄清,至少在今后二十年內它仍會被大量使用。
阻燃劑家族中的其他品種有三嗪系、磷系、硅系、無機型、膨脹型等,這些阻燃劑在各自不同的領域發揮著各自獨特的阻燃效果。