在無機阻燃劑的應用中,陰離子型層狀功能材料作為阻燃劑的發(fā)展迅速。它是一類具有特殊結構的無機化合物M2+為二價離子,一般為鎂,M3+為三價金屬離子,An-為陰離子。這種材料簡稱為水滑石(LDHs)。由于水滑石獨特的層狀結構及層板組成和層間陰離子的可調(diào)變性,使其作為無機功能材料在催化、離子交換、吸附、醫(yī)藥等領域都得到了普遍的應用。作為無鹵高抑煙阻燃劑,水滑石可普遍應用于塑料、橡膠、涂料等領域。中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料的發(fā)展起步于20世紀90年代后期,雖然發(fā)展歷史較短,但發(fā)展迅速。1999年,北京化工大學與宜興助劑化工廠合作,在江蘇宜興建成了500t/a的水滑石的生產(chǎn)線,成為國內(nèi)第1家水滑石的生產(chǎn)廠,并形成了自主知識產(chǎn)權的全套生產(chǎn)技術。在此基礎上,2000年,依托中國優(yōu)勢的海洋化工鹵水資源,在大連建立了1000t/a水滑石的生產(chǎn)線,為進一步建設更大規(guī)模的生產(chǎn)裝置奠定了基礎。從中國鎂資源的現(xiàn)狀及新型阻燃劑市場的迫切需求和巨大潛力,不難判斷中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料快速發(fā)展的時機已經(jīng)成熟。今后5年內(nèi),中國鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料作為溴系阻燃劑的替代品將進入發(fā)展的高峰期。無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。浙江紙張阻燃劑廠家
從下游應用來看,我國阻燃劑在塑料行業(yè)的使用比重在65%-70%,而根據(jù)塑料制品業(yè)規(guī)劃目標,“十二五”末塑料制品產(chǎn)量達到約10000萬噸,在2010年基礎上實現(xiàn)再翻一番的目標。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國阻燃劑行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預測分析報告前瞻》分析,按阻燃劑塑料占塑料制品的20%和阻燃劑使用比例3%計算,預計“十二五”末我國塑料制品用阻燃劑市場規(guī)模將達60萬噸,阻燃劑整體市場規(guī)模達90萬噸左右。從市場發(fā)展趨勢來看,2007-2011年我國阻燃劑年復合增長率達22%,個別年份的增長率更是高達40%以上;預計2012-2016年均增速保持在15%-20%之間,到2015年阻燃劑市場規(guī)模在85萬噸以上。陜西pp阻燃劑生產(chǎn)溴系阻燃劑的生產(chǎn)和使用已有30多年的歷史。
2004年,全球塑料產(chǎn)量達到2.10億t,2005年在2.1億-2.2億to亞洲塑料產(chǎn)量在各大洲中增長速度較高。目前,全球塑料年產(chǎn)量超過1000萬t的國家有5個,即中國、美國、德國、日本和韓國。阻燃塑料中阻燃劑用量一般在8%左右,可見全球對阻燃劑的需求量是驚人的。中國塑料產(chǎn)量增長十分迅速,是繼美國之后的世界第二大塑料消費國,2005年產(chǎn)量為2200萬to2003年,美國、西歐及亞洲三大阻燃劑市場的銷售量為132萬-135萬t,2005年估計140萬-145萬t。1998—2005年銷售量的年平均增長率為3%左右。2005年美國阻燃劑總用量57萬-58萬t,近10年來年平均增長率為2.8%-3.6%。因此,國內(nèi)外阻燃劑總體市場前景較好。
磷系阻燃劑中另外一個應用較多的阻燃劑——APP,聚磷酸銨。聚磷酸銨雖然磷含量也比較高,而且呈現(xiàn)為白色,原理上可以為塑料等材料的上佳阻燃劑,可惜的是目前市售的APP包括高聚合度的也沒有完全克服其容易吸潮、不耐高溫的頑疾,雖然許多人采用了諸如包覆技術等方法對其改性后應用作為膨脹型阻燃劑的一些成分,但是可惜的是即使應用在聚烯烴等加工溫度比較低,工藝比較簡單的材料中,也常常會在材料的可回收和耐候性上面出問題,所以其應用并不是比較普遍。磷系列阻燃劑中還有包括磷酸酯等即阻燃又增塑的阻燃劑,不過這類阻燃劑主要的應用對象是PVC等加工溫度比較低的材料,因為一般的磷酸酯系列磷阻燃劑耐高溫特性比較差,常溫下為液體,添加不方便還容易析出材料表面,甚至有些還會在加工的過程中釋放有毒氣體,基于此,此類阻燃劑比較少被應用與工程塑膠等阻燃材料中。作為無鹵高抑煙阻燃劑,水滑石可普遍應用于塑料、橡膠、涂料等領域。
根據(jù)成本和效益,銻-鹵素阻燃劑是本體聚合物和背涂層紡織品領域內(nèi)較成功阻燃劑。與用于纖維素纖維的含磷和氮的纖維反應性耐久阻燃劑不同(見下文),它們通常只能借助樹脂粘合劑用作背涂層劑。就紡織品而言,多數(shù)銻-鹵素體系都由三氧化二銻和含溴的有機分子(例如氧化十溴聯(lián)苯(DBDPO)或六溴環(huán)十三烷(HBCD))組成。一經(jīng)加熱,這些物質(zhì)就會釋放出HBr基和Br?;?。這二者會根據(jù)下面的示意圖干擾火焰的化學反應。在示意圖中:R、CH2、H和OH基是火焰氧化鏈反應的一部分,該反應消耗燃料(RCH3)和氧。外加是用物理方法浸泡噴灑阻燃劑。陜西pp阻燃劑生產(chǎn)
磷系織物阻燃劑資源豐富,成木低廉,應用普遍,是一種極具發(fā)展前景的織物阻燃劑品種。浙江紙張阻燃劑廠家
阻燃劑的作用:阻止鏈反應。根據(jù)燃燒的鏈反應理論,維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū),捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,較終使燃燒反應速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑,它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近,當聚合物受熱分解時,阻燃劑也同時揮發(fā)出來。此時含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時處于氣相燃燒區(qū),鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基,從而阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,較終使燃燒反應速度下降直至終止。浙江紙張阻燃劑廠家