近幾年來,中國阻燃劑生產量的年平均增長率估計可達15%-20%,遠遠高于全球3%-4%的水平。2010年國內塑料制品產量為5830.38萬噸,按阻燃塑料占塑料制品的20%和阻燃劑使用比例10%計算在加上橡膠、電子產品等,2015年國內阻燃劑行業潛在市場規模在98萬噸左右。


目前,國內研究和發展的重點集中在無機阻燃劑、紅磷微膠囊化、膨脹型阻燃劑等領域。


以樹脂和橡膠為基體的復合材料含有大量的有機化合物,具有一定的可燃性。阻燃劑是一類能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰傳插的添加劑。最常用的和最重要的是阻燃劑是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物。阻燃劑根據使用方法可分為添加型和反應型兩大類。添加型阻燃劑主要包括磷酸酯、鹵代烴及氧化銻等,它們是在復合材料加工過程中摻合于復合材料里面,使用方便,適應大但對復合材料的性能有影響。反應型阻燃劑是在聚合物制備過程中作為一種單體原料加入聚合體系,使之通過化學反應復合到聚合物分子鏈上,因此對復合材料的性能影響較小,且阻燃性持久。反應型阻燃劑主要包括含磷多元醇及鹵代酸酐等。


用于復合材料的阻燃劑應具備以下性能:


①阻燃效率高,能賦予復合材料良好的自熄性或難燃性;


②具有良好的互容性,能與復合材料很好的相容且易分散;


③具有適宜的分解溫度,即在復合材料的加工溫度下不分解,但是在復合材料受熱分解時又能急速分解以發揮阻燃的效果;


④無毒或低毒、無臭、不污染,在阻燃過程中不產生有毒氣體;


⑤與復合材料并用時,不降低復合材料的力學性能、電性能、耐候性及熱變形溫度等;


⑥耐久性好,能長期保留在復合材料的制品中,發揮其阻燃作用;


⑦來源廣泛價格低廉。


(1)溴系阻燃劑 含溴阻燃劑包括脂肪族、脂環族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物,這類阻燃劑阻燃效率高,其阻燃效果是氯阻燃劑的兩倍,相對用量少,對復合材料的力學性能幾乎沒有影響,并能顯著降低燃氣中鹵化氫的含量,而且該類阻燃劑與基體樹脂互容性好,即使再苛刻的條件下也無噴出現象。


(2)氯系阻燃劑 氯系阻燃劑由于其便宜,目前仍是大量使用的阻燃劑。氯含量最高的氯化石蠟是工業上重要的阻燃劑,由于熱穩定性差,僅適用于加工溫度低于200℃的復合材料,氯化脂環烴和四氯鄰苯二甲酸酐熱穩定性較高,常用作不飽和樹脂的阻燃劑。


(3)磷系阻燃劑、有機磷化物是添加型阻燃劑 該類阻燃劑燃燒時生成的偏磷酸可形成穩定的多聚體,覆蓋于復合材料表面隔絕氧和可燃物,起到阻燃作用,其阻燃效果優于溴化物,要達到同樣的阻燃效果,溴化物用量為磷化物的4~7倍。該類阻燃劑主要有磷(膦)酸酯和含鹵磷酸酯及鹵化磷等,廣泛地用于環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。


(4)無機阻燃劑 無機阻燃劑是根據其化學結構習慣分出的一類阻燃劑,包括氧化銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硼酸鋅等。


阻燃劑分類


1、三氧化二銻:高純≥99.8%、超細0.4-1.1um、白度98以上(添加型阻燃協效劑)


2、三(2,3-二溴丙基)異三聚氰酸酯:TBC 、總溴量:≥64.5%、熔點范圍:100~110℃(添加型無毒阻燃劑)


3、三聚氰胺氰尿酸鹽:MCA 、含量:≥99 %、分解溫度:440~450℃(反應型無毒阻燃劑)


4、三溴苯酚:TBP、含量:≥ 98.5 % 、熔點:≥ 92 ℃(反應型阻燃劑)


5、三聚磷酸鋁:ATP、APW、APZ 、用于生產膨脹型防火涂料、重防腐涂料(添加型無毒阻燃劑)


6、四溴雙酚A:TBBA 、溴含量:≥ 58.5 %、熔點:180 ℃(添加、反應型阻燃劑)


7、四溴苯酐:TBPA (添加型阻燃劑)


8、五溴甲苯:PBT(FR-5)、總溴量:>80%、熔 點:275~284℃(添加型阻燃劑)


9、五溴聯苯醚:PBDPO、溴含量:62-70(添加型阻燃劑)


10、六溴環十二烷:HBCD (CD-75P)、總溴量:>73.5%、熔點:185~195℃ (添加型阻燃劑)


11、八溴醚:【四溴雙酚A雙(2,3-二溴丙基醚)】溴含量:≥67%、熔點:≥105 ℃(添加型阻燃劑)


12、十溴聯苯醚:DBDPO 、含溴量:82-83%、熔點:300-310℃、美國大湖:DE-83R、國產:優級、一級品(添加型阻燃劑)


13、磷酸三甲苯酯:TCP、(添加型阻燃劑)


14、磷酸三(2-氯丙基)酯:TCPP (添加型阻燃劑)


15、磷酸三(2.3-二氯丙基)酯:TDCP (添加型阻燃劑)


16、磷酸三(β-氯乙基)酯:TCEP (添加型阻燃劑)


17、亞磷酸三苯酯:TPP (添加型阻燃劑)


18、甲基膦酸二甲酯:DMMP (添加型無毒阻燃劑)


19、復合磷系阻燃劑:FR-P、分解溫度:250-280℃(添加型無毒阻燃劑)


20、鹵代雙磷酸酯化合物:FR-505 、分解溫度:>200℃(軟質聚醚塊泡、模塑泡沫阻燃劑)


21、混合反應型阻燃劑:FR-780 (反應型海綿阻燃劑)


22、鋅酸亞錫:T-9 (聚胺酯發泡用催化劑等)


23、聚磷酸銨:APP 、P2O5 含量:72-73%、N含量:14-15%、分解溫度:>270℃、五種不同聚合度規格(添加型無毒阻燃劑)


24、水溶性結晶型阻燃劑:PN (添加型無毒阻燃劑)


25、高效復合阻燃劑:FR-A 、含量:≥99 %、分解溫度:440~450℃(添加型無毒阻燃劑)


26、氫氧化鋁:普通、活性 、含量:≥ 99%(添加型無毒阻燃劑)


27、氫氧化鎂:化學、礦法、普通、活性、 含量:≥ ≥ 63-98.5%(添加型無毒阻燃劑)


28、氯化石蠟:52~70# (添加型無毒阻燃劑)


29、氯化聚乙烯:CPE (添加型無毒阻燃劑)


30、硼酸鋅3.5水:鋅含量:37.0―40.0%、硼含量:45.0―48.0%(添加型無毒阻燃協效劑)


31、空心微珠、空心陶珠、漂珠:阻燃產品填充改性劑(各種規格粒度)


32、棉、麻紡織品專用阻燃劑:FRCP-1 (永久型)


33、棉、麻紡織品專用阻燃劑:SFR-CP (永久型)


34、滌綸、尼龍紡織品專用阻燃劑:FRC-1 (永久型)


35、滌綸、尼龍、棉、麻紡織品通用型阻燃劑:SFR-120(耐洗型)


36、滌綸、尼龍、棉、麻紡織品通用型阻燃劑:SFR-1(經濟型)


37、紡織品、織物阻燃膠:兩種不同規格、直接使用


38、木材、紙制品專用阻燃劑:(水溶型無毒阻燃劑)


39、防火包、防火堵料:(有機、無機)


40、各種防火涂料:(鋼、木結構)


41、阻燃型高效機電、電器清洗劑:FRC--120(環保型帶電清洗劑)


42、其它多種專用阻燃劑系列產品


材料與可采用的阻燃劑


1、聚烯烴PP/PE:氫氧化鎂,氫氧化鋁,TDCPP,聚磷酸銨,八溴醚,磷酸三苯酯,溴環十二烷,MPP,硼酸鋅:十溴二苯乙烷,包覆紅 磷,TBC


2、聚氨酯PU:TCEP,TCPP,TDCPP,DMMP,磷酸三苯酯,MPP,FB


3、不飽和樹脂UPR:TCPP,TDCPP,DMMP,HBCD,TBC


4、尼龍PA6/PA66:MCA,MPP,FB,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆紅磷


5、聚酯PBT/PET:TDCPP,磷酸三苯酯,MPP,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包 覆紅磷


6、聚苯乙烯PS:TCPP,TDCPP,HBCD,MCA,TBC,MPP,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,硼酸鋅


7、環氧樹脂EP:TCPP,TDCPP,IPPP,十溴二苯醚,DMMP,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷 聚(丙烯睛/丁二烯/苯乙烯) 八溴醚,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,ABS,十溴二苯醚,T BC


8、聚碳酸酯PC:磷酸三苯酯,HBCD,MCA


9、聚氯乙烯PVC:TCEP,TCPP,TDCPP,IPPP,MCA,八溴醚,磷酸三苯酯酚醛樹脂PF TCEP,TCPP,TDCPP,磷酸三苯酯,硼酸鋅


10、紙張Paper:磷氮系液體阻燃劑FR2003


11、紡織品Textile:磷氮系液體阻燃劑FR2003(耐久)


12、聚甲醛POM:MCA


13、防火涂料Paint:TCPP,MCA,聚磷酸銨,硼酸鋅,MPP


阻燃插層技術


1、季鏻鹽插層技術及其在抗菌、阻燃和環保材料方面的改性


先利用甲胺將磷酸鋯層間距撐開,制得甲胺-磷酸鋯前軀體,然后將季鏻鹽加入,制得插層材料。該材料具有抗菌和阻燃效果,性能穩定、長效,可用于塑料、橡膠、纖維、涂料、紙張中起抗菌和阻燃作用,也可以直接用于河道和飲用水中除去有害藻類。


2、ZrP用于聚合物材料中的阻燃改性方法(適用于PP,PE,PS等等)


(1)N,N-二甲基乙酰胺(DMA)改性


將2.91gα-ZrP分散在適量的90ml無水乙醇中,加入10ml乙醇溶解的5.94gDMA,回流攪拌10h,冷卻以后抽濾,用無水乙醇充分洗滌濾餅,70℃干燥24h,得到有機改性的Oα-ZrP。


(2)十六烷基三甲基溴化銨插層改性


方法A:稱取一定量的ZrP樣品于水溶液中,比例為100ml/g,控制乙胺與ZrP的摩爾比為n(乙胺):n(ZrP)=1:2.5,在室溫下將0.2M的乙胺水溶液滴加到已分散的ZrP懸浮水溶液中,攪拌形成均勻透明的膠體溶液,獲得乙胺預撐的ZrP。再將一定量的C16溶液滴加到上述ZrP的乙胺溶液中,通過攪拌使C16分子嵌入ZrP層間,最后用熱水充分洗滌除去殘余的表面活性劑,離心分離,直到離心液中沒有溴離子檢出(用0.1M的AgNO3檢驗),于60℃下干燥,即得C16/α-ZrP插層化合物(記為OZrP)。


方法B:取一定量的ZrP均勻分散于蒸餾水中,緩慢滴加0.2mol/L甲胺水溶液攪拌半小時到一小時,使其形成均勻透明的膠體溶液。液固比=100ml/g,摩爾比為n(胺):n(ZrP)=2.5:1,加入,得到甲胺預撐的ZrP,再滴加0.2M的C16水溶液,攪拌一小時,使C16分子嵌入ZrP層間,最后用熱水充分洗滌除去殘余的表面活性劑,離心分離,直到離心液中沒有溴離子檢出(用0.1M的AgNO3檢驗),于60℃下干燥,即得C16/α-ZrP插層化合物(記為OZrP)。