在電子設(shè)備中25克以上的塑料零件中均禁用有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物添加劑。隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，減少使用或不使用含鹵素阻燃劑必將成為塑料行業(yè)的趨勢。從這張表上還可以看出，發(fā)達(dá)國家塑料行業(yè)使用的阻燃劑主要以無機(jī)體系為主，用量占50％以上，而我國無機(jī)系阻燃劑用量所占的比例偏低，只有17％，因此還有很大的發(fā)展空間。目前國內(nèi)各種新型無機(jī)阻燃劑的研制和開發(fā)工作也非常的活躍，下面介紹幾種重要的無機(jī)阻燃劑的發(fā)展近況。

新型無機(jī)阻燃劑的發(fā)展近況

1.氫氧化鋁阻燃劑(ATH)

  氫氧化鋁 (簡稱ATH) 阻燃劑，具有無毒、穩(wěn)定性好，高溫下不產(chǎn)生有毒氣體，還能減少塑料燃燒時(shí)的發(fā)煙量等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，來源廣泛。氫氧化鋁的脫水吸熱溫度較低，約為235~350℃,因此在塑料剛開始燃燒時(shí)的阻燃效果顯著。ATH在添加量為40％時(shí)，可顯著減緩PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙稀)及ABS(丙稀腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的熱分解溫度，具有良好的阻燃及降低發(fā)煙量的效果。添加50%的氫氧化鋁的聚烯烴，在日本主要用于制作食品包裝材料，添加60％氫氧化鋁的阻燃聚烯烴可用作建筑材料及汽車、船舶的內(nèi)部裝飾材料。

  普通氫氧化鋁阻燃劑主要問題是所需填充量大，否則就無良好的阻燃效果，但填充量大必然導(dǎo)致樹脂混煉和成型時(shí)物料的流動(dòng)性差，影響材料的加工性能和機(jī)械性能。Alcoa公司開發(fā)出了新型的超細(xì)氫氧化鋁阻燃劑，其粒徑小至0.2～0.5mm，這種產(chǎn)品與普通型號氫氧化鋁的阻燃效果相同，添加量卻可大大減少，因此不會(huì)影響塑料產(chǎn)品的其它性能。氫氧化鋁顆粒經(jīng)表面處理后還可以改善與樹脂的相容性，例如Solem公司的Zerogen 15阻燃劑可很好地分散在樹脂中，同時(shí)耐熱溫度也提高至330℃，因而適用于PE、PP、EVA(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)及加工溫度高的工程塑料PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)和PA(尼龍)。

2.氫氧化鎂阻燃劑（MDH）

  氫氧化鎂(簡稱MDH)阻燃劑具有良好的阻燃效果，同時(shí)還能夠減少塑料燃燒時(shí)的發(fā)煙量，起到抑煙劑的作用。氫氧化鎂還具有安全無毒，高溫加工時(shí)熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。氫氧化鎂填充的塑料材料表面光潔明亮，色澤美觀大方。將氫氧化鎂阻燃劑用于PP塑料，添加量為50％時(shí)即具有良好的阻燃效果。在適量添加時(shí)，氫氧化鎂還是PP材料的高效消煙填料。但是氫氧化鎂分解溫度較高，在340~490℃左右，吸熱量也較小，因此對抑制材料溫度上升的性能比氫氧化鋁差，對聚合物的炭化阻燃作用卻優(yōu)于氫氧化鋁。因此兩者復(fù)合使用，互為補(bǔ)充，其阻燃效果比單獨(dú)使用更好。

  氫氧化鎂阻燃劑同樣有所需填充量大的缺點(diǎn)，大量的氫氧化鎂阻燃劑會(huì)降低塑料制品的強(qiáng)度以及其他性能。其次氫氧化鎂的耐酸性差，在酸中會(huì)很快溶解，也容易受乳酸影響而使制品表面留下指紋。

  目前已經(jīng)采用超細(xì)化技術(shù)，表面處理等技術(shù)改善了氫氧化鎂阻燃劑的性能，開發(fā)出一系列優(yōu)質(zhì)高效的新產(chǎn)品。如Norton Thiokal 公司對氫氧化鎂表面處理后，解決了耐酸性差的問題，還提高了阻燃劑在樹脂中的分散性能，此種產(chǎn)品填充50％－60％作為阻燃劑時(shí)，對塑料產(chǎn)品的流變性的影響仍然很小；Ventron公司開發(fā)了低粉塵，細(xì)顆粒級的氫氧化鎂，此種產(chǎn)品提高了氫氧化鎂阻燃劑的使用效率，同等阻燃效果時(shí)的填充量可有效降低。

  氫氧化鎂阻燃劑同樣有所需填充量大的缺點(diǎn)，大量的氫氧化鎂阻燃劑會(huì)降低塑料制品的強(qiáng)度以及其他性能。其次氫氧化鎂的耐酸性差，在酸中會(huì)很快溶解，也容易受乳酸影響而使制品表面留下指紋。

  目前已經(jīng)采用超細(xì)化技術(shù)，表面處理等技術(shù)改善了氫氧化鎂阻燃劑的性能，開發(fā)出一系列優(yōu)質(zhì)高效的新產(chǎn)品。如Norton Thiokal 公司對氫氧化鎂表面處理后，解決了耐酸性差的問題，還提高了阻燃劑在樹脂中的分散性能，此種產(chǎn)品填充50％－60％作為阻燃劑時(shí)，對塑料產(chǎn)品的流變性的影響仍然很小；Ventron公司開發(fā)了低粉塵，細(xì)顆粒級的氫氧化鎂，此種產(chǎn)品提高了氫氧化鎂阻燃劑的使用效率，同等阻燃效果時(shí)的填充量可有效降低。

1.紅磷阻燃劑

  紅磷是一種很好的無機(jī)阻燃劑，同時(shí)還是氫氧化鋁/氫氧化鎂阻燃體系中常見的阻燃增效劑。紅磷的阻燃效率高、用量少、發(fā)煙量低、毒性小，具有非常廣范的使用范圍。尤其對含氧聚合物的阻燃效果好，對PE、PP塑料的阻燃效果稍差，但與氫氧化鎂、氫氧化鋁阻燃劑同時(shí)使用時(shí)，可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)而起到良好的阻燃效果。

  普通紅磷阻燃劑有吸潮、易著色、摩擦碰撞時(shí)易爆炸的缺點(diǎn)，目前已經(jīng)開發(fā)出顆粒用微膠囊包覆的紅磷阻燃劑，它是在紅磷微粒外包覆一層膜而使之成為膠囊，這種膠囊在加工時(shí)不會(huì)破裂，但塑料材料著火時(shí)，這層膜卻能立即融解而釋放出阻燃劑從而達(dá)到阻燃的目的。因此新型紅磷阻燃劑克服了以上幾種缺點(diǎn)，并且其阻燃效果與普通紅磷阻燃劑基本相同。微膠囊包覆方法還提高了紅磷在樹脂中的分散性能。這類產(chǎn)品的代表有Albright ＆Wilson公司的AMGARD CPS、AMGARD CRP系列，日本的RINKA系列等。國內(nèi)馬鞍山高新化學(xué)制劑廠已建成年產(chǎn)200噸/年的超細(xì)微膠囊化紅磷阻燃劑生產(chǎn)線，產(chǎn)品粒徑在12.5mm以下，阻燃效率高，粉塵含量少，無燃燒爆炸危險(xiǎn)，產(chǎn)品還易分散在物料中。

塑料阻燃劑的發(fā)展趨勢

2.不使用含氯、溴等鹵素的阻燃劑

  由于鹵素阻燃劑在燃燒時(shí)釋放出大量的煙和有毒氣體，發(fā)達(dá)國家對其使用已經(jīng)作出了嚴(yán)格的規(guī)定。隨著生活水平的提高，人們對安全以及環(huán)保的要求也相應(yīng)地提高，國內(nèi)已有學(xué)者呼吁按照我國實(shí)際情況制定阻燃劑使用及阻燃效果測試的標(biāo)準(zhǔn)，因此國內(nèi)塑料企業(yè)應(yīng)盡早在國家出臺(tái)相應(yīng)規(guī)定以前做好準(zhǔn)備。另外中國進(jìn)入世界貿(mào)易組織后，塑料行業(yè)的各種規(guī)定也應(yīng)當(dāng)迅速與國際接軌，只有這樣，我國的產(chǎn)品才能在其它國家，尤其是發(fā)達(dá)國家得到承認(rèn)。

3.使用具有抑煙效果的阻燃劑

發(fā)煙是聚合物燃燒的基本特征，煙密度過大不僅降低環(huán)境能見度，給救災(zāi)帶來種種不便，而且煙也是火災(zāi)時(shí)最致命的因素，資料統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)中80％的死亡是煙窒息所致。因此阻燃技術(shù)中“阻燃”和“抑煙”已相提并論。而且對某些類型的塑料材質(zhì)，如PVC而言，抑煙比阻燃更為重要。將普通阻燃劑與鉬化物復(fù)合使用，是解決消煙問題有效而經(jīng)濟(jì)的途徑。例如Climax公司開發(fā)的Moly-FR-201阻燃劑是鉬酸銨和氫氧化鋁的復(fù)合物，在PVC材料中添加5～10份，發(fā)煙量即可以減少43％。

4.無機(jī)阻燃劑將在一定時(shí)期內(nèi)快速發(fā)展并大量使用

  無機(jī)阻燃劑具有價(jià)格低廉，來源廣泛，無毒、無腐蝕，在燃燒時(shí)不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。為了減少阻燃劑的有害副作用，各國都在集中力量研制高性能無機(jī)阻燃劑。微細(xì)化、表面改性、微膠囊化的無機(jī)阻燃劑必將成為塑料行業(yè)的新寵。

  總之，塑料阻燃劑的發(fā)展趨勢將是高效、抑煙性好、無毒廉價(jià)、對塑料制品使用性能影響小的阻燃劑，當(dāng)前則應(yīng)特別關(guān)注各種新型的無機(jī)阻燃劑。 

來源：宏泰基阻燃材料，宏泰基阻燃劑。轉(zhuǎn)載請注明出處。

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