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阻燃剂的发展与应用

  美国是最早使用阻燃剂的国家,也是生产和消费阻燃剂最多的国家。1960年美国阻燃剂的消费量仅为2·6万t,1975年已增长到16万t,15年间增长了6倍,1985年和1990年阻燃剂的消费量分别为23·2万t和27·6万t。美国生产阻燃剂的公司有50多家,品种100多个,主要生产公司有Mansanto、SolemInd·Corp·、H·KahnstamnCorp·、GreatLakesChem·Co·等。二次世界大战以后,日本通过从美国引进阻燃剂的合成和应用技术,阻燃技术发展很快,1986年日本阻燃剂的消费量约13万t,现有生产厂家20多个,主要生产公司有味之素公司、帝人化成、松永化学工业公司、三国炼制公司等,生产100多个品种。西欧也是阻燃剂的主要产地,70年代开始增长速度较快,1986年阻燃剂消费量为10万t。
  年全世界阻燃剂用量约50万t,其中85%为添加型阻燃剂,15%为反应型阻燃剂;而氢氧化铝占总用量的50%左右。在美国各类阻燃剂中,氢氧化铝近年来的年增长率高于30%。我国山东铝厂生产的氢氧化铝色白质优,在国内外市场所占份额较大。
  相比而言,氢氧化镁的开发较晚,它除了具备氢氧化铝的上述优点外,还具有分解温度高这一特点(其起始分解温度达320℃)。在国外,氢氧化镁已用于聚丙烯、聚乙烯及不饱和聚酯涂料等中。我国开展这类研究的主要有杭州化工研究院等单位。我国海水制盐的副产物氯化镁以及辽东地区新发现的水镁矿等,均为氢氧化镁提供了丰富的原料来源,同时,我国的表面处理技术也正在逐步加强,这都将极大地促进该类阻燃剂的发展。
  是最早被采用的无机阻燃剂之一,其用途仅次于氢氧化铝。国外Sb2O3作为阻燃剂的用量已占其总消耗量的1/2左右。我国锑的生产量居世界之首,年消耗量约8000~8500t,其中Sb2O3为2500~3000t,而用于阻燃剂的Sb2O3只有300t。
  磷和含磷化合物是阻燃剂中最重要的一类,目前市场上对无卤体系和磷系阻燃剂的需求增长较快。将磷系阻燃剂用溴化物进行改性,可以提高其阻燃效率,降低使用量,而新型的含磷阻燃剂可使普通磷酸酯塑化效应引起的机械强度损失降至最小。如美国HoechstCelanese公司的两种聚磷酸铵(APP),其中一种APP化合物Exolit422比市场上所有产品的分子量高,热稳定性好,溶解度低,其白度系数为90~95。
  另一种产品Exolit462的化学特性与Exolit422相同,但其表面进行包覆处理,从而抑制了它与其他添加剂发生化学反应,且提高了抗潮性,特别适合于户外使用。
  含硼阻燃剂主要包括水合硼酸锌(ZB)和偏硼酸钡等,它们具有无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度细、分散性好等特点,特别是ZB,作为一种多功能添加剂,具有阻燃、成炭、抑烟等多种效能,用途非常广泛。
  和钼酸钠可与Al(OH)3、Sb2O3拼用,产生协同阻燃和抑烟作用。其他主要用于阻燃消烟、抗腐蚀体系的无机物,如三水合铝(ATH)、镁化物及硼化物等,其发展趋势是粒径分布窄,且粒径趋向于微小或亚微化。Alcaa化学品公司通过对ATH进行处理,缩小其粒径范围,以期改善其混合流变性,目前正在开发0·25μm超细品种。该公司的超细硼酸锌(ZB)Flamtardz系列产品,其粒径小于1μm,可用作良好的阻燃抑烟剂。Aluchem公司通过提高天然氢氧化镁的纯度,其成本可与磨细的ATH竞争,现在已有平均粒径小于3μm的品种。另外,包覆技术日益发展,改善了阻燃添加剂的润湿性和耐冲击性。
  我国阻燃剂的研究和生产起步较晚,但发展较快,已形成了从科研到生产,从无机到有机,从单一型到复配型的阻燃剂体系。从事阻燃剂研究的单位有北京化工研究院、天津合成材料研究所、上海化工研究院、浙江省化工研究院、北京理工大学、四川消防所等二十多个,主要进行溴、氯、磷、氮以及无机阻燃剂的研究。生产厂有50多家,品种有100多个,专用阻燃剂品种约20~30个。我国阻燃剂生产虽然发展较快,但产量并不大,1987年我国阻燃剂产量为3·5万t,其中氯系阻燃剂高达3·1万t,且几乎全是42型和52型氯化石蜡(CR)阻燃剂。

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