有机阻燃剂-经济百科

什么是有机阻燃剂

有机阻燃剂是指以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一系列阻燃剂。

有机阻燃剂的现状和发展趋势

有机阻燃剂种类繁多和功能多样化，其发展速度日新月异，不断有新的品种从实验室推向市场，是阻燃剂研究最为活跃的领域，根据国内外的研究进展现对其分类分析如下：

1.卤系阻燃剂

卤系阻燃剂是有机阻燃剂中一个重要系列，也是使用最早的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少以及与合成材料的相容性和稳定性好，能保持阻燃剂制品原有的物化性能，仍是目前产量和使用量最大的有机阻燃剂。同时卤系阻燃剂也是目前倍受争议的一类阻燃剂，主要是因为：一是卤系阻燃剂作用机理是在受热时分解产生卤化氢，卤化氢消耗高分子降解产生的自由剂，延缓或中断燃烧的链反应，而且卤化氢是一种难燃气体，密度比空气大，可在高分子材料表面形成屏障，降低可燃性气体的浓度，从而起到阻燃效果。但是，卤系阻燃剂发烟量大，且释放出的卤化氢气体具有强腐蚀性，潜藏着二次危害。二是Dioxin问题，多溴二苯醚是溴系阻燃剂中最重要和效果最好的品种，在阻燃领域占有举足轻重的地位，但是上个世纪八十年代以来，人们发现多溴二苯醚及其阻燃的合成材料的热解产物中含有多溴二苯并二烷(PBDD)和多溴二苯并呋喃(PBDF)两种有毒物质，其中多溴二苯并呋喃具有强致癌作用，虽然关于这一问题的风险评估仍悬而未定，许多国家并没有采取措施加以限制，但是欧盟议会已经通过议案，禁用三种溴系阻燃剂，五溴二苯醚已被禁用，2003年和2006年分别是禁用八溴二苯醚的最终期限。基于以上两点，由于环保问题，卤系阻燃剂的的使用受到了不同程度的限制，阻燃剂的无卤化正成为阻燃剂开发应用的主要趋势，但由于其阻燃效率高，价格适中，在未来几年中其产量和使用量仍将继续增加，而且国内外一直还在努力研制和开发新型卤系阻燃剂，新的品种还将不断涌现。

2.有机磷系阻燃剂

有机磷系阻燃剂是有机阻燃剂中最重要的和最复杂的一种，研究的也最为充分。早在上个世纪初，人们就开始了对有机磷阻燃剂的研究，其品种繁多。其作用机理是含磷化合物的受热分解产物只有非常强的脱水作用，能使所覆盖的聚合物表面炭化，形成炭膜。因为磷酸酯类有机磷系阻燃剂与高聚物的相容性好，在有机磷阻燃剂中应用最为广泛。有机磷阻燃剂除了具有良好的阻燃效果外，兼有增塑剂、润滑剂的功效，所以主要用于塑料行业，但是有机磷阻燃剂多为液体，具有挥发性大、发烟量大、毒性较大、热稳定性较差等缺点。因此其发展趋势是：

①开发大分子量的混合和齐聚有机磷阻燃剂，以降低挥发性、提高热稳定性；

②使有机磷阻燃剂多功能化，如同时用作增塑剂或交联剂，以及降低毒性；

③开发具有具有多官能团的阻燃剂，如集卤素、磷、氮三种元素中得的两种或者三种于一体的阻燃剂，由于分子中的协同效应，提高了阻燃性能。

3.膨胀型阻燃剂

膨胀型阻燃剂是近年来受国际阻燃剂高度关注的新型复合阻燃系统，因其独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性，迎合了当今保护生态环境的时代要求。毫无疑问，这一类型的阻燃剂是阻燃剂无卤化的重要途径。膨胀阻燃体系主要包括三个要素：①酸源——一般指无机酸或能在燃烧加热时原位生成酸的盐类；②碳源——般指多碳的多元醇化合物；③发泡源——含氮的多碳化合物。尽管这一体系早就被用作防火涂料，但是人们在近几年内才认识到其膨胀特性。其作用机理是膨胀型阻燃剂在受热时于材料表面形成致密的多孔泡沫碳层，该泡沫碳层既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放，又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源，从而能有效的阻止火焰的蔓延和传播，达到阻燃的效果。这一技术基本克服了许多传统阻燃剂存在的缺点，被誉为阻燃技术的一次革命，受到了阻燃界的一致推崇，是今后阻燃材料发展的主流。

4.有机硅氧烷类阻燃剂

有机硅类阻燃剂是近年来国外少数几个国家开发的一类新型的无卤、低烟、低毒阻燃剂，其作用机理是硅氧烷在燃烧时可以生成硅一碳阻隔层，起到阻燃效果；而且，与相应的有机化合物相比，聚硅氧烷具有燃烧时发热量低、烟雾少和毒性低等优点。日本MitsuBIShi Gas Chemical公司在使用羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷制备有机硅阻燃剂方面作了大量的工作，成功的合成了一系列含聚硅氧烷链段的阻燃剂，并申请了多项专利。该类阻燃剂具有良好的阻燃性、耐热性、透明性和低温冲击强度。硅是地球上较为丰富的元素，其在地表含量达23％，资源丰富，并且随着环保呼声的日益高涨，该类阻燃剂也将是今后阻燃剂研究与开发的主要趋势之一。