阻燃剂的应用现状及前景展望

□ 黄维光马祥伟王犁 龚雪 钟尧 魏建波

摘要：当今社会人们对生命财产安全越来越重视，促进了各国对阻燃剂的研究投入。本文介绍了阻燃剂的应用现状，浅谈了阻燃剂的发展前景。随着人们环保意识的提高，安全、无毒阻燃剂是未来阻燃剂发展重点。

关键词：阻燃剂；环保；无卤  

引言

随着科学技术的发展，工程塑料、橡胶等高分子材料在电子电器、线缆、航空等领域应用越来越广泛。近几十年火灾安全事故频发，给国民经济造成巨大损失，高分子材料的防火安全性越来越引起人们重视。阻燃剂是一种作用于高分子材料的防火、难燃剂，主要分为卤系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂及无机阻燃剂[1、2]。

1 阻燃剂应用现状

1.1 卤系阻燃剂

卤系阻燃剂主要包括氯系和溴系阻燃剂。氯系阻燃剂主要是氯化石蜡，在PVC、PS中应用广泛[3]。溴系阻燃剂是一种高效阻燃剂，具有添加量低、阻燃效率高、相容性好等优点，但部分溴系阻燃剂阻燃作用时会产生酸性有毒气体，给人们身体健康带来严重危害[4]。受到相关法律法规的限制，六溴环十二烷、多溴联苯、多溴二苯醚已被禁止在塑料中使用，环保、高效是溴系阻燃剂的发展趋势。

1.2 磷系阻燃剂

磷系阻燃剂近几十年来发展成为无机磷酸盐、包覆红磷，有机磷酸、磷腈等种类繁多的阻燃剂。

1.2.1 无机磷阻燃剂

无机磷酸盐阻燃剂主要包括聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）、包覆红磷阻燃剂。

聚磷酸铵是一种氮磷协同膨胀型阻燃剂，由于其质优价廉在聚丙烯线缆、木材及织物中应用发展迅速[5]。聚磷酸铵燃烧时，结构中氮磷元素与成炭剂共同作用，大大提高了阻燃效率。由于聚磷酸铵自身耐水性、耐候性差等因素，导致聚磷酸铵很难在高端市场应用。包覆红磷阻燃剂因磷含量高，阻燃效率好，但红磷的无机盐性质明显，导致在基材中易迁移、析出，限制了其应用范围。三聚氰胺聚磷酸盐是近年来市场发展较好的阻燃剂，市场上三聚氰胺聚磷酸盐聚合度一般在1000左右，高聚合度MPP应用于玻纤增强PA/PBT体系中具有优异的阻燃性能。

1.2.2 有机磷阻燃剂

有机磷酸酯阻燃剂大多以三氯氧磷、三氯化磷为原料，通过加成反应得到磷酸酯及其衍生物，主要有TBEP、TCPP、BDP及RDP等。2014年全球有机磷阻燃剂市场达到34.54万/吨，今后几年市场需求呈增长趋势。有机磷酸酯存在着易析出，对水体环境有安全隐患等问题，以后应致力于聚合型有机磷酸酯方向发展。有机次磷酸盐是德国科莱恩公司发明的新型阻燃剂，二乙基次膦酸铝是目前市场上最优异的阻燃剂之一，具有适应性强、阻燃效率高等优点。随着应用研究的深入，二乙基次膦酸铝耐候性差、易黄变和腐蚀螺杆等缺点逐渐显露出来。提高热稳定性和酸碱度是二乙基次膦酸铝未来发展方向。

1.3 氮系阻燃剂

氮系阻燃剂主要是三聚氰胺氰尿酸盐（MCA），MCA合成方法主要有液相法和固相法。液相法合成的产品纯度高、杂质少，但工艺流程长、能耗高；固相法合成产品过程简单，投资少，但产品质量不稳定[6]。随着工程塑料行业的发展，市场上对三聚氰胺氰尿酸盐的需求逐渐增大，2017年下半年三聚氰胺氰尿酸盐市场一度出现供不应求现象。虽然市场需求稳步提高，但三聚氰胺氰尿酸盐的团聚、白点析出问题仍未有效解决。提高分散性、相容性依然是三聚氰胺氰尿酸盐未来发展方向。

2 阻燃剂发展前景

阻燃剂是提高高分子材料防火安全的新型材料，不应对人类的生活环境造成二次危害，因此环保型、无毒、高效是阻燃行业的发展方向。

2.1 大分子、聚合型溴系阻燃剂

溴系阻燃剂用量少、阻燃效率高，但对人体有危害而不被社会接受。随着研究的深入，发现大分子和聚合型溴系阻燃剂无法通过细胞壁，不会对人体造成伤害。因此大分子溴化物、溴化环氧树脂及溴化聚苯乙烯等高分子量溴系阻燃剂是未来发展重点。

2.2 协同复合型磷系阻燃剂

磷系阻燃剂存在析出和耐候性差问题，研究协同复合型阻燃剂，不但提高阻燃效率，利用组成间的协效作用有效降低阻燃剂的析出等缺点。

2.3 高分散性氮系阻燃剂

为解决三聚氰胺氰尿酸盐团聚析出问题，应积极研究流动性、分散性好的氮系阻燃剂。

3 结语

未来无卤、无毒、环保型阻燃剂是阻燃行业发展趋势。世界各国对新型阻燃剂及技术的研究投入了大量的资金，我国作为阻燃市场的后起之秀应抓住历史机遇，加大环保友好型阻燃剂研究开发，制定有效相关法律法规，推动中国阻燃行业健康发展。

参考文献

[1] 吴国华.浅析阻燃剂的应用现状及发展前景[J].工业技术，2013，34：82-83.

[2] 李飞龙，胡永琪，刘润静，崔继超.中国塑料阻燃剂应用现状和发展趋势[J].无机盐工业，2015，47（3）：1-3.

[3] 庄萍.含氯有机阻燃剂-氯化石蜡-70的现状及市场发展前景[J].广州化工，1999，27(2)：7-9.

[4] 张雨山，高春娟，蔡荣华.溴系阻燃剂的应用研究及发展趋势[J].化学工业与工程, 2009，26(5)：460-464.

[5] 李敏，刘兴勇，王涛，陈虹.聚磷酸铵的合成方法及应用进展[J].化工技术与开发，2011，40(2)：24-27.

[6] 廖洪书，何惠基.MCA阻燃剂的现状及发展方向[J].川化，2005，3：5-6.

(作者单位：四川省精细化工研究设计院)

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