全球阻燃剂的分类及新品开发与前景分析情况
2.2有机磷阻燃剂
和无机磷阻燃剂相比,有机磷阻燃剂对聚合物的物理机械性能影响较小,并且和聚合物的兼容性好,因此成为近年来倍受青睐的阻燃剂。国外已有一系列的有机磷阻燃剂产品投入使用,并有新产品不断问世,我国目前对有机磷阻燃剂的开发和研究进行的较多,但真正能投入生产形成产品的尚不多见,因此,有机磷阻燃剂在我国具有很好的发展前景。有机磷阻燃剂包括磷(膦)酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化膦、含磷多元醇等,但应用最多的则是磷(膦)酸酯及其齐聚物。如Fyrol76是由乙烯基膦酸二(2-氯乙基)酯与甲基膦酸酯缩聚生成的一种齐聚物,它既可单独使用,也可与N-羟甲基丙烯胺并用,以过硫酸钾为催化剂引发自由基聚合反应,使N-羟甲基接枝于纤维素上,使含纤维素的织物,如棉或其混纺织物获得阻燃性。氧化磷阻燃剂在天然纤维中也有使用,三(氮杂环丙烯基)氧化膦(APO)是一种用于棉织物的阻燃剂,它不仅赋予棉织物以阻燃性,而且使棉织物获得免熨性能,但氮杂环丙烯基的安全卫生问题限制了APO的工业应用。而一些含两个反应基团的苯基氧化膦,如二苯基-2,5-二(羟乙氧基)苯基氧化膦、甲基二(3,5-二溴-4-羟乙氧基苯基)氧化膦等则用于阻燃聚脂纤维。
磷氮阻燃剂在天然纤维织物的阻燃中有着举足轻重的作用,因此,有必要将其作为一类阻燃剂,单独列出。磷氮阻燃剂多用于棉纤维的阻燃整理,磷元素能促进棉纤维脱水成碳,而氮元素对提高磷元素的阻燃性能具有协同效率,因此许多磷氮阻燃剂用于棉纤维的阻燃都有不错的效果。磷氮阻燃剂主要包括含氮磷酸盐(酯)和近年来备受关注的磷氰阻燃剂。
磷氰阻燃剂由于高含量的磷和氮而具有优异的阻燃性能,目前,已有多种多样的含羟基、胺基、卤素以及碳羰基等各种功能基团的磷氰阻燃剂被合成并用于各种材料的阻燃研究,但由于磷氰阻燃剂的合成工艺通常都比较复杂,因此多数尚处于研究阶段。在阻燃纤维素织物中,也有许多相关的研究,而且有不错的效果。如六羟甲氨基环三磷杂三氮三烯(HHMAPT),它由六氨基环三磷杂三氮三烯(HACTP)与甲醛反应制得,用其对棉织物进行浸轧—干燥—固化工艺整理,再对织物进行洗涤,整理后织物阻燃性能有了较大改善,而且对其物理机械性能的影响也很小。纤维素织物中现在使用较多的磷氮阻燃剂是含氮磷酸盐(酯),例如目前广泛应用于棉麻等纤维素织物的阻燃剂PyrovatexCP,用它整理得织物阻燃性,耐洗性,手感都非常好,穿着舒适,对色度影响也不大。还有目前研究较多的集酸源、炭源或集酸源、炭源和气源于一身的膨胀性阻燃剂,它们多为含氮的磷化合物。三的磷酸盐(酯)化合物经各种实验证实也是一种阻燃性能优异且耐洗的阻燃剂。
3.卤系阻燃剂情况介绍
卤系阻燃剂辉煌不再目前常用的阻燃剂有机卤系(溴系及氯系)、有机磷系【磷(膦)酸酯及含卤磷(膦)酸酯】及无机系(氢氧化铝、氧化锑、无机磷化物、硼酸锌等)三大类。
有机卤系(主要是溴系)阻燃剂自20世纪60年代起即是阻燃剂领域内的骄子,其原因是这类阻燃剂阻燃效率高、用量少,对材料的性能影响小,且价格适中,故其效能/价格比非其他阻燃剂所能匹敌。至1986年,在国际市场上销售的单组分溴系阻燃剂至少有50种以上,其中,添加型和反应型各约20种,聚合物和齐聚物型约10种。但自1986年起,溴系阻燃剂受到了二?英问题的困扰,加上以溴系阻燃剂(溴-锑系统)阻燃的高聚物在热裂及燃烧时生成大量的烟尘及腐蚀性气体,及卤系阻燃剂产品在北欧和西欧未能获得环保标志,给卤系阻燃剂的前景蒙上了一层阴影。在欧洲及世界其他地区,越来越多的用户特别是电子/电气行业对溴系阻燃剂持审慎态度。不过,尽管目前在某些国家已有一些限用卤系阻燃剂的自发性行业协议,但还没有一个国家出台限用或禁用卤系阻燃剂的法规或法令。
就有机阻燃剂的品种及销量而言,溴系阻燃剂仍然在阻燃剂系统中占有举足轻重的地位,近期内不但不会很快被大量取代,而且其用量可能还会略有增长,但产品结构会有所调整,并且已很难再保持往日的辉煌。从长远看,业内人士对卤系阻燃剂的前途持不太乐观的态度。
世界阻燃剂与阻燃纺织品前景分析
1.世界阻燃剂前景分析
据美国咨询公司预计,未来5年世界阻燃剂需求将持续增长,也就是说世界阻燃剂需求增速将加快,2011年世界市场将达到22.1亿吨。未来5年世界阻燃剂需求增速将加快达4.7%/年,2001-2006年期间需求增速为4.1%/年。折算为需求量,2006年总需求为17.5亿吨,2011年将达到22.1亿吨,市场价值预计达48亿美元(32亿欧元)。报告称,阻燃剂需求增加部分主要来自发展中国家,因为它们将采用更严格的易燃性法规,另外塑料消费量也将进一步增加。2006年亚太地区已成为阻燃剂最大的消费区,需求达到6.33亿吨,而且这个市场将以7.3%/年速度继续增长了,在2011年将达到9.0亿吨。中国将占到亚太地区需求增长的主要部分,另外包括韩国和中国台湾地区,需求增速也将超过世界平均增速水平。北美和西欧阻燃剂市场也将不断改善。在北美,到2011年阻燃剂将达到6.18亿吨,年均增长率预计为3.2%,2001-2006年期间增速为1.2%/年。在西欧,市场需求增速预计为2.2%/年,2011年将达到5.15亿吨,而2001-2006年建增速仅为1.5%/年。
另外,其实前两年也有人预测过,当时认为阻燃剂未来发展趋势在21世纪前10年,全球阻燃剂行业将保持适度的发展速度,估计只能略高或相同于20世纪90年代,即总的年平均增长率不会超过4%。今后10年阻燃剂发展的主要趋势是:卤系阻燃剂(包括含卤磷酸酯)将会继续使用,且用量可能仍会略有增加,但产品结构会有所调整,人们对多溴二苯醚等将审慎对待;磷氮系的膨胀型阻燃剂及氮基阻燃剂将进一步得到发展和受人青睐;无毒、抑烟的无卤无机阻燃剂,如改性的氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等,特别是可用于较高温度的氢氧化镁,将进一步得到开发;抑烟剂的市场前景看好;阻燃剂领域呼唤更多的法规和标准问世。