全國阻燃劑DOPO總生產能力大約在2.5萬t左右。阻燃劑主要發揮吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈作用以及不燃氣體窒息作用來達到阻燃效果。以下對阻燃劑行業技術分析。
阻燃劑行業技術分析,中國將成為阻燃劑需求增長最快的國家,也將保持阻燃劑最大消耗市場的地位,阻燃劑行業分析指出,2018年中國阻燃劑消耗量將占全球阻燃劑消耗總量的近1/3;台灣地區和韓國作為全球主要的電子產品生產地,對阻燃高分子材料的需求量一直較高;日本則系阻燃劑的傳統消費大國。此外,預計印度和泰國的阻燃劑市場亦將快速發展,北美的需求增長將快於其他發達地區,中南美、非洲和中東地區也將實現高於平均水平的持續增長。
阻燃劑可作用於氣相燃燒區,捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區的火焰密度下降,最終使燃燒反應速度下降直至終止。國外對阻燃劑的研究已進人相對完善的發展階段,但在國內,阻燃劑還是一個新生的工業。雖然各種因素制約著阻燃劑的發展,但近幾年來國內阻燃劑的發展不斷成熟。現從六大方向來分析阻燃劑行業技術。
無機阻燃劑具有較強的極性與親水性,同非極性聚合物材料相容性差、界面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性,採用偶聯 劑對其進行表面處理是最為有效的方法之一。阻燃劑行業技術分析,常用的偶聯劑是矽烷和鈦酸酯類。如經矽烷處理後的ATH阻燃效果好,能有效地提高聚酯的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度;經乙烯 - 矽烷處理的ATH可用於提高交聯乙烯醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗濕性。鈦酸酯類偶聯劑和矽烷偶聯劑可以並用,能產生協同效應。經過表面改性處理後的ATH表面活性得到了提高,增強了與樹脂之間的親和力,改善了製品的物理機械性能,增加了樹脂的加工流動性,降低了ATH表面的吸濕率,提高了阻燃製品的各種電氣性能,並將阻燃效果由V21級提高到V20級。
無機阻燃劑具有穩定性高、不易揮發、煙氣毒性低、成本低等優點,越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差,添加量大,使得材料的力學性能和耐熱性能都有所降低。因此,對無機阻燃劑進行改性,增強其與合成材料的相容性,降低其用量成為無機阻燃劑的發展趨勢之一。目前,氫氧化鋁(3Al(OH)) 的超細化、納米化是主要研究開發方向。 3Al(OH)的大量添加會降低材料的機械 性能,而通過對3Al(OH) 微細化再行填充,反而會起到剛性粒子增塑、增強的效果,特別是納米級材料。阻燃劑行業技術分析,由於阻燃作用的發揮是由化學反應所支配的,而等量的阻燃劑其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。超細化也是從親和性方面考慮的。正是由於氫氧化鋁與聚合物的極性不同,才導致了其阻燃型複合材料物理機械性能下降。而超細納米化的3Al(OH) 增強了界面的相互作用,可均勻 地分散在基體樹脂中,更有效地改善了共混料的力學性能。
在實際生產應用中,單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷,而且使用單一的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。阻燃劑行業技術分析,阻燃劑的復配技術就是在磷系、鹵系、氮系和無機阻燃劑之間,或某類內部進行複合化,尋求最佳的經濟和社會效益。阻燃劑復配技術可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處,使其性能互補,達到降低阻燃劑的用量,提高材料阻燃性能、加工性能及物理機械性能等目的。
交聯高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多。阻燃劑行業技術分析,在熱塑性塑料加工時添加少量交聯劑,能使塑料變成部分網狀結構,可改善阻燃劑的分散性,有利於塑料燃燒時產生結炭作用,提高阻燃性能,並能增加製品的機械、耐熱等性能。
將微膠囊化應用於阻燃劑是近年來發展起來的一項新技術。阻燃劑行業技術分析,微膠囊化的實質是把阻燃劑粉碎分散成微粒,用有機物或無機物進行包囊,形成微膠囊阻燃劑,或以表面很大的無機物為載體,將阻燃劑吸附在這些無機物載體的空隙中,形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。溴類環保阻燃劑的微膠囊化有以下優點:可改善阻燃劑的穩定性;可改善阻燃劑與樹脂的相容性,使材料的物理機械性能降低的現象得以改善;可大大改善阻燃劑的多種性能,擴大其應用範圍。
有些納米材料具有阻止燃燒的功能,將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和結構效應,可以改變可燃材料的燃燒性能,使之成為具有防火性能的材料。阻燃劑行業技術分析,利用納米技術可以改變阻燃機理,提高阻燃性能。由於納米粒子的顆粒尺寸很小,比表面積很大,它所表現的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特徵,為設計和製備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
隨著公眾防火意識的增強,中國阻燃劑呈現良好的市場前景、巨大的發展潛力。阻燃劑行業技術分析,與此同時,國內外已經出台和即使出台的有關環保法規,在安全與環保方面對阻燃劑的使用,做出了越來越嚴格的限制,由其引發的對某些阻燃劑,特別是對溴阻燃劑的誤解,及在生產、應用、檢測中出現的市場混亂,引起了業界的高度重視。溴系阻燃劑的性能、功能決定了它還將存在下去,並保持阻燃劑主力軍的地位。以環保與防火併重原則,溴系阻燃劑仍然具有良好發展前景。