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阻燃剂,赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,主要是针对高分子材料的阻燃设计的;阻燃剂有多种类型,按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中,使聚合物具有阻燃性的,目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂,卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤。有机是以溴系、磷氮系、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。
反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应,因此使聚合物本身含有阻燃成分的,其优点是对聚合物材料使用性能影响较小,阻燃性持久。
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磷系阻燃剂多为液体,闪点低,高温可能释放有毒气体,在聚丙烯中应用不多。固体的红磷也是塑料阻燃常采用的阻燃剂,相比氢氧化镁等阻燃剂的高填充红磷阻燃剂有明显优势。其一般添加比例在8%-12%可以做到离火自熄,经过包覆处理的红磷吸潮性和易燃性大为改观。可以经受300℃以下的温度,在加工过程中一般不易失火。用红磷阻燃更加适用于黑色或红色制品,其它颜色很难对红色形成遮挡。红磷的另外缺点就是阻燃的材料氧指数比较低,相溶性不够好,流动性差。适合对制品外观、性能等要求不高的场合使用。
溴类阻燃剂是卤系阻燃剂中的“代表作”,由于溴分子大于氯分子,且键能小,阻燃。所以现在卤系阻燃剂多采用溴类。人们对卤素阻燃剂研究比较深入,透彻。原因是其阻燃效果好,,使用方便,与树脂相溶性好且便于加工。
溴系阻燃剂的大问题体现在环保性能,制品的机械性能和使用成本等方面。环保问题是溴系阻燃剂讨论多的话题,自从RoHS指令颁布并实施,环保性就成为溴系阻燃剂经常争论的话题。
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环保型阻燃剂应用和生产现状
随着人们环保、安全、健康意识的日益增强,开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的,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。本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类,分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。
1.1无卤阻燃剂
无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标,近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情,对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析,无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂,无机磷系的聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等,有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品,以下就这两种产品展开分析。
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在无机阻燃剂的应用中,阴离子型层状功能材料作为阻燃剂的发展迅速。它是一类具有特殊结构的无机化合物M2+为二价离子,一般为镁,M3+为三价金属离子,An-为阴离子。这种材料简称为水滑石(LDHs)。由于水滑石特的层状结构及层板组成和层间阴离子的可调变性,使其作为无机功能材料在催化、离子交换、吸附、医药等领域都得到了广泛的应用。作为无卤高抑烟阻燃剂,水滑石可广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。中国镁质阴离子层状功能材料的发展起步于20世纪90年代后期,虽然发展历史较短,但发展迅速。1999年,北京化工大学与宜兴助剂化工厂合作,在江苏宜兴建成了500t/a的水滑石的生产线,成为国内家水滑石的生产厂,并形成了自主知识产权的全套生产技术。在此基础上,2000年,依托中国优势的海洋化工卤水资源,在大连建立了1000t/a水滑石的生产线,为进一步建设更大规模的生产装置奠定了基础。从中国镁资源的现状及新型阻燃剂市场的迫切需求和潜力,不难判断中国镁质阴离子层状功能材料快速发展的时机已经成熟。今后5年内,中国镁质阴离子层状功能材料作为溴系阻燃剂的替代品将进入发展的高峰期。
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十溴二苯乙烷(DBPE)由美国Albermale公司率先开发,其相对分子质量、热稳定性和溴含量与DBDPO相当,但不属于多溴二苯醚系统的阻燃剂,在燃烧过程中不产生多溴苯对位二嗯英(PBDD)和多溴二苯呋喃(PBDF),同时也符合德国有关二嚅英的条令和美国的规定。而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性和不易渗析性等特点都优于十溴二苯醚。其阻燃的塑料可以回收使用,这是众多溴系阻燃剂所不具备的特点。目前该产品已在多种工程塑料,如ABS、PBT、PA和HIPS中应用,效果良好。
中国十溴二苯乙烷生产技术已于2004年底工业规模试验成功,2005年开始投于市场。主要生产厂家有山东卫东化工有限公司(5000t/a)、山东潍坊大成盐化公司、寿光市海洋化工有限公司、江苏双菱化工集团有限公司、济南泰星精细化工有限公司、苏州市晶华化工有限公司、莱州市莱玉化工有限公司等,合计生产能力约11000t/a。十溴二苯乙烷以其优良的性能和特性,在国内外阻燃剂市场上皆具有广阔的前景。
一般项目:五金产品批发;化工产品销售(不含许可类化工产品);颜料销售;化学产品销售(不含危险化学品);染料销售;再生资源销售;再生资源回收(除生产性废旧金属);塑料制品销售;橡胶制品销售;汽车零配件批发;家用电器销售;针纺织品及原料销售;特种劳动防护用品销售;日用百货销售;食用农产品批发;金属材料销售;化妆品批发;服装服饰批发;化妆品零售;日用品销售;五金产品零售;汽车零配件零售;办公用品销售;建筑材料销售;电子产品销售;轮胎销售;机械设备销售;建筑装饰材料销售;针纺织品销售。(除依法须经批准的项目外,凭营业执照依法自主开展经营活动)