4? 阻燃劑的特點及性能比較
4.1? 阻燃劑的性能特點
?? 目前常用的阻燃劑主要是有機鹵系、有機磷系和無機系三大類。有機鹵系阻燃劑中,溴系阻燃劑使用范圍較廣,它主要的特點是阻燃效率高、用量少,對材料的性能影響小等,但在熱裂及燃燒時生成大量的煙塵及腐蝕性氣體。有機磷系阻燃劑作為一種無鹵的阻燃劑,有效地克服了含鹵阻燃劑的缺點,具有阻燃、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等優(yōu)點,適應(yīng)時代對環(huán)保的要求。無機阻燃劑的最大優(yōu)點是低毒、低煙或抑煙、低腐蝕,且價格低廉,但由于所需添加量較大,限制了它們的應(yīng)用。
阻燃技術(shù)是根據(jù)可燃性材料的燃燒特性,使其轉(zhuǎn)化為難燃性材料,降低物質(zhì)燃燒速度,阻止火災(zāi)擴大。無論使用無機阻燃劑還是有機阻燃劑,雖然都提高了聚合物的阻燃性能,但阻燃劑本身也存在有一些缺點,在使用過大量的程中帶來一些問題,主要表現(xiàn)在:1、放出有毒氣體,產(chǎn)生煙霧;2、產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì);3、添加量大,影響機械性能;4、對環(huán)境有一定的污染。因此,針對阻燃劑的不足之處,開發(fā)低毒、低煙霧、無害、高效的阻燃抑煙型阻燃劑成為阻燃劑發(fā)展的趨勢。
4.2? 阻燃劑的性能比較
??? 表一列出了三種常用阻燃劑的性能特點,并對其性能進(jìn)行比較。表一直觀地反映出幾類阻燃劑主要的優(yōu)點和缺點,也正是各自的優(yōu)缺點決定了它的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。
表一? 幾類常用阻燃劑的性能比較
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類型 項目 | 有機鹵系 | 有機磷系 | 無機系 |
代表產(chǎn)品 | 溴系、氯系等 | 磷酸酯、含鹵磷酸酯等 | 氫氧化鋁、氧化銻、無機磷化物、硼酸鋅等 |
阻燃機理 | 抑制鏈反應(yīng) | 覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng) | 吸熱作用、覆蓋作用、不燃?xì)怏w的窒息作用 |
毒性 | 放出有毒、腐蝕性氣體 | 低毒、低腐蝕 | 低毒、低腐蝕 |
價格 | 價格適中 | 價格適中 | 較低 |
主要 缺點 | 燃燒煙霧大、放出有毒腐蝕性氣體、燃燒多熔融 | 揮發(fā)性大、抗水性差、阻燃性不足 | 添加量較大,填充量高影響材料的物理機械性能 |
5? 阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀
5.1? 國外阻燃劑的發(fā)展現(xiàn)狀
??? 近二十年來,世界上阻燃劑產(chǎn)量每年以10-15%的速度遞增,阻燃劑的使用量和需求量也逐年增加。目前全球阻燃劑總消費量已超過100萬噸。據(jù)分析預(yù)測,至2003年,全球阻燃劑用量將增加至140萬噸左右。美國、西歐和日本對阻燃劑的需求較大,是世界三大阻燃劑市場。表二列出了1998年發(fā)達(dá)國家阻燃劑的使用量及各類常用阻燃劑在使用量中所占的比例,從表中的數(shù)據(jù)可直觀地看出國外阻燃劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,無機系阻燃劑占有一定的優(yōu)勢,約占使用總量的40-60%,應(yīng)用比較廣泛,而且這種趨勢仍將維持下去,具有很好的發(fā)展前景。
表二 1998年各國阻燃劑使用量及比例
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??比 例??? 類型 國家(使用量) | 溴系 | 氯系 | 磷系 | 無機系 |
美國(35萬t) | 27% | 11% | 12% | 48% |
日本(18萬t) | 43% | 3% | 7% | 46% |
歐洲(48萬t) | 20% | 10% | 15% | 52% |
?? 從阻燃劑的發(fā)展歷史來看,無機系阻燃劑并不是一開始就具有這種優(yōu)勢,阻燃劑的發(fā)展也是經(jīng)歷一個不斷進(jìn)步、不斷完善的過程。20世紀(jì)60年代,國外最先開發(fā)的有機鹵系阻燃劑以其阻燃效率高、用量少、對材料的性能影響小、價格適中等優(yōu)點在阻燃劑領(lǐng)域內(nèi)占有重要地位。但自1986年起,研究人員發(fā)現(xiàn)有機鹵系阻燃劑在熱裂及燃燒時生成大量的煙塵及腐蝕性氣體,對環(huán)境有一定污染。在人們對環(huán)保越來越重視的今天,鹵系阻燃劑的發(fā)展使用自然會受到限制。在尋求環(huán)保、安全阻燃劑的形勢下,磷系阻燃劑作為一種無鹵系阻燃劑,有效地克服了鹵系阻燃劑的缺點,引起了人們的普遍關(guān)注。近幾年來,隨著阻燃劑無鹵化的要求日益提高,人們也把目光投向了無機阻燃劑。無機阻燃劑的最大優(yōu)點是低毒、低煙或抑煙、低腐蝕,且價格低廉。國外市場上陸續(xù)推出了一些新型的無機阻燃劑品種,特別是表面處理技術(shù)的不斷發(fā)展,使無機阻燃劑得到更為廣泛的應(yīng)用。目前國外對阻燃劑的研究進(jìn)入比較完善的階段,研究人員針對阻燃劑的缺點進(jìn)行更深入的研究。