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全球常用的阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-18 10:19:23 |
阻燃劑的生產(chǎn)和應(yīng)用在經(jīng)歷了八十年代初的蓬勃發(fā)展后，已進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。全球阻燃劑消費量超100萬噸，其中全球常用的阻燃劑85%為添加型阻燃劑，15%為反應(yīng)型阻燃劑。美國、西歐及日本是世界三大阻燃劑市場。
其中，美國占全球市場總量的40%，西歐約30%，日本約20%。1989-1998年間，美國、西歐及日本阻燃劑消費量的年均增長率分別為2.8%-3.6%、3%-4%及3.8%，在此期間全球阻燃劑市場年均增長率約為3.5%-4%。
據(jù)分析預(yù)測，今后幾年全球阻燃劑消費量的增長情況將與前幾年相仿，至2003年，全球阻燃劑用量將增至140萬噸左右。據(jù)粗略估計，全球常用的阻燃劑65%-70%用于阻燃塑料，20%用于橡膠，5%用于紡織品，3%用于涂料，2%用于紙張及木材。電子/電氣、運輸、建材、家具、紡織為全球常用的阻燃劑幾大用戶。
織物阻燃劑的種類也是有幾大類的，一般用作阻燃劑的化合物通常有：含磷化合物、含磷和氮化合物、銨鹽、金屬鹽、硼酸及其化合物、金屬氧化物(尤其是銻的三氧化物)與含鹵素的化合物(如六溴環(huán)十二烷或含氯化合物)、含硫化合物、六氟鋯酸鉀和六氟鈦酸鉀，以及易形成支架的膨脹含碳化合物。
目前常用的阻燃劑主要是有機(jī)鹵系、有機(jī)磷系和無機(jī)系三大類。近年來，部分現(xiàn)有阻燃劑被不同程度限用。例如，最早禁用的阻燃劑是三-(氟雜環(huán)丙基)氧化膦(tepa)，本身劇毒，并有致癌性。
1997年美國癌癥研究所發(fā)現(xiàn)三-(2，3-二溴丙基)膦酸酯(tris)有致癌性和劇毒作用。歐盟針對阻燃劑的禁用是根據(jù)歐盟危險品及相關(guān)修正案的有79/663/ec、83/264/eec和2003/11/ec三個法規(guī)，都是涉及與人體直接接觸的紡織品所用的阻燃劑。79/663/ec列入的禁用阻燃劑有：tris，tepa，多溴聯(lián)苯(pbb)、五溴二苯醚(pb鄄dpe) 和八溴二苯醚(obdpe)。
在上述禁用阻燃劑中，tepa、tris和pbb在oeko-texstandard100的2002年版已經(jīng)列入禁用，2005年的修訂本中除了以上三個阻燃劑重申禁用外，又增加了pbdpe和obdpe兩個多溴二苯醚。
而很多磷阻燃劑都可在氣相和凝聚相同時發(fā)揮阻燃作用，包括抑制火焰、熔流耗熱、含磷酸形成的表面屏障、酸催化成碳、碳層的隔熱和隔氧等，這些作用因素對阻燃的相對貢獻(xiàn)和被阻燃高聚物的類別和火災(zāi)條件有關(guān)，但在很多情況下，都涉及磷阻燃劑的多種作用模式。
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接熱法和三氯化磷冷法磷 ，將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進(jìn)行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進(jìn)行減壓蒸餾得成品。
在凝聚相，磷在燃燒時生成磷酸，在更高溫度下生成偏磷酸，磷酸和偏磷酸都是脫水劑，使聚合物直接脫水炭化，避免可燃性氣體的生成?同時在燃燒織物表面形成焦炭層，它一方面可以阻隔燃燒性氣體和火焰前沿的接觸，另一方面又將空氣和熱從燃燒織物表面隔開，從阻止織物的繼續(xù)燃燒。對含氧的纖維素織物，磷系阻燃劑的阻燃效果非常不錯。
磷系阻燃劑是阻燃劑中的一個大家族，它廣泛應(yīng)用于各種材料的阻燃，包括塑料、橡膠、紙張、木材、涂料及紡織品等，在阻燃領(lǐng)域具有非常重要的地位，其用量僅次于鹵系阻燃劑。
無機(jī)磷阻燃劑很早就應(yīng)用于纖維素織物的阻燃，其品種主要包括紅磷、磷酸銨、磷酸鈉、磷酸鐵等。早在1786年，磷酸銨就已被用作阻燃劑使用。磷酸二氫銨和硼酸組成的混合物用于織物纖維的阻燃，效果不錯;磷酸二氫銨、硼酸和鎢酸鈉組成的混合物對織物的阻燃也非常有效。
這些無機(jī)阻燃劑價格低廉，易溶于水，因此整理方法簡單，但也有添加量大、手感差、耐洗性差等缺點。無機(jī)磷阻燃劑中的一個重要品種就是聚磷酸銨鹽，聚磷酸銨鹽可分為低分子量和高分子量兩種，前者在纖維素纖維的阻燃中應(yīng)用較為廣泛。低分子量的聚磷酸銨鹽為可溶性鹽，對纖維素織物進(jìn)行阻燃整理時，它經(jīng)常和尿素混合使用以增強(qiáng)阻燃效果。
有機(jī)氮系阻燃劑阻燃機(jī)理為：(1)受熱放出CO2、NH3、N2氣體和H2O，降低了空氣中氧和高聚物受熱分 解時產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度;(2)生成的不然性氣體，帶走了一部分熱量，降低了聚合物表面的溫度;(3)生成的N2能捕獲自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)，從而阻止燃燒。最常用的氮系有機(jī)阻燃劑是三聚氰胺，單獨使用效果并不太好，需和聚磷酸胺、季戊四醇等其它阻燃劑復(fù)合使用。
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