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阻燃材料的发展现状与趋势浅析
类别:行业新(xīn)闻 发布时间:2018-01-05 10:20:10 浏览:3576 次
阻燃材料包括有(yǒu)机阻燃材料以及无机阻燃材料,当前的阻燃材料是添加阻燃剂之后的能(néng)够实现阻燃效果的材料。一般来讲,阻燃剂种类多(duō)样,分(fēn)有(yǒu)机阻燃以及无机阻燃,有(yǒu)机阻燃剂阻燃效果好,添加剂比较少。不过有(yǒu)机阻燃剂在燃烧中(zhōng)存在发烟量大以及释放有(yǒu)毒气體(tǐ)的弊端。无机材料具(jù)有(yǒu)无烟、不挥发以及价格便宜等优点,不过其中(zhōng)存在大量添加剂。比较常见的阻燃剂有(yǒu)氢氧化铝以及氢氧化镁阻燃剂。无机阻燃剂可(kě)以当作(zuò)助剂添加入塑料或者橡胶当中(zhōng)达到防火的效果。比如在電(diàn)線(xiàn)、汽車(chē)轮胎或者运输袋中(zhōng),从而切实保障交通安(ān)全以及用(yòng)電(diàn)安(ān)全。此外,可(kě)以添加入各种油漆以及涂料中(zhōng),从而促使材料具(jù)备阻燃性能(néng)。
1. 阻燃剂概述
阻燃剂是高分(fēn)子合成材料助推剂,利用(yòng)阻燃剂可(kě)以对高分(fēn)子材料进行阻燃处理(lǐ),从而避免材料燃烧以及阻止火势蔓延,促使合成材料具(jù)有(yǒu)消烟性、自熄性以及难燃性。随着我國(guó)的合成材料用(yòng)品被广泛应用(yòng)在许多(duō)相关行业,如建筑业、纺织业、运输业、航天业,阻燃剂在这些行业发挥日益重要的作(zuò)用(yòng),现代科(kē)學(xué)技(jì )术不断发展以及进步,以及各个國(guó)家对于安(ān)全工(gōng)作(zuò)的高度重视,因此,促使人们对阻燃剂的安(ān)全性以及防火性能(néng)要求也越来越高。阻燃剂的品种日益增加并且产(chǎn)量逐渐上升。当前,世界上阻燃剂的70%用(yòng)于制作(zuò)阻燃性材料,20%用(yòng)作(zuò)橡胶。其中(zhōng)5%制作(zuò)纺织品,3%用(yòng)于制作(zuò)涂料,此外,2%用(yòng)于制作(zuò)木(mù)材以及纸张。
2. 阻燃材料发展现状分(fēn)析
近几年,随着塑料产(chǎn)品的增加以及安(ān)全标准提高,阻燃材料应用(yòng)更加广泛,一般来讲,阻燃材料可(kě)以分(fēn)為(wèi)有(yǒu)机阻燃材料以及无机阻燃材料。其中(zhōng),有(yǒu)机阻燃材料主要是卤素添加剂,无机材料不但具(jù)有(yǒu)一定阻燃效果,而且产(chǎn)生氯化氢以及阻止发烟。此外,无机阻燃材料无腐蚀性以及价格便宜。美國(guó)、日本等國(guó)家的无机阻燃材料消费超过60%,然而,我國(guó)的无机阻燃材料消费只有(yǒu)不到10%。
2.1 卤系阻燃
卤系阻燃剂不但产(chǎn)量最大,而且应用(yòng)最為(wèi)广泛。添加了该阻燃剂的材料在燃烧过程中(zhōng)可(kě)以释放卤化氢,并且获得自由基,从而阻止传递燃烧链,进而生成活性低的自由基减缓燃烧。卤素阻燃剂一般应用(yòng)在热塑性材料以及热固性材料中(zhōng),不但阻燃效果好,而且对阻燃制品影响比较少。此外,不仅与高分(fēn)子材料的兼容性较好,而且使用(yòng)方便,因此,受到市场欢迎,在汽車(chē)、包装(zhuāng)、纺织等行业中(zhōng),卤素阻燃材料应用(yòng)十分(fēn)广泛并且日益发挥重要作(zuò)用(yòng)。
2.2 磷系阻燃
无机磷系阻燃剂主要包括磷酸盐、红磷等,应用(yòng)比较广泛的是红磷,红磷属于较好的阻燃剂,具(jù)有(yǒu)抑烟的优势。然而,在实际应用(yòng)中(zhōng),红磷阻燃剂材料容易氧化并且释放有(yǒu)害剧毒气體(tǐ),此外粉尘容易导致爆炸,在树脂混炼以及模塑加工(gōng)中(zhōng)存在一定的危险性,因此,磷系阻燃材料受到一定使用(yòng)限制。经过改进的红磷阻燃剂是在其中(zhōng)加入金属氢氧化物(wù),一定程度上解决了高分(fēn)子材料毒性问题。
2.3 镁系阻燃
氢氧化镁是一种添加型的无机阻燃剂,和其他(tā)阻燃剂对比,氢氧化镁在原料来源、制备过程以及废物(wù)处理(lǐ)方面都具(jù)有(yǒu)良好抑烟效果。一般来讲,如果发生火灾,大约80%以上是由于烟气窒息死亡,因此,当前的阻燃剂抑烟比阻燃更為(wèi)重要。一般氢氧化镁的分(fēn)解能(néng)以及热容量比较高,相对通常的无机阻燃剂,镁系阻燃剂合成的材料可(kě)以耐受更高温度,不但可(kě)以提高挤塑速度,而且可(kě)以大大缩减模塑实践。此外,有(yǒu)效提高阻燃效率。同时,氢氧化镁和其他(tā)相关阻燃剂具(jù)有(yǒu)良好复合能(néng)力,氢氧化镁阻燃剂在塑胶以及橡胶行业得到十分(fēn)广泛的应用(yòng),未来市场潜力很(hěn)大,不过相对其他(tā)阻燃剂价格更高。
2.4 铝系阻燃
一般来讲,氢氧化铝是早期的无机阻燃剂,并且也是应用(yòng)量很(hěn)大的一种,当前氢氧化铝占无机阻燃剂总量80%以上,被广泛应用(yòng)在弹性體(tǐ)、橡胶、涂料以及塑料制品当中(zhōng),具(jù)有(yǒu)消烟、阻燃、填充功能(néng),并且可(kě)以和其他(tā)物(wù)质(zhì)协同作(zuò)用(yòng),价格低廉,不挥发以及无腐蚀性,氢氧化铝阻燃原理(lǐ)是在聚合物(wù)当中(zhōng)加入氢氧化铝。从而降低聚合物(wù)的浓度。当温度达到250℃的时候就开始吸热以及脱水,从而可(kě)以抑制聚合物(wù)温度上升。氢氧化铝阻燃材料燃烧的过程中(zhōng)可(kě)以生成水蒸气对可(kě)燃气體(tǐ)以及氧气进行稀释,从而阻止燃烧继续。不过,氢氧化铝阻燃材料也存在一定缺陷,比如氢氧化铝阻燃效果是随着添加剂增加而强化,但如果填充过多(duō)就会降低产(chǎn)品的强度。此外,氢氧化铝吸热量虽然大,但是分(fēn)解温度低,只能(néng)适用(yòng)在加工(gōng)温度低的聚合物(wù)上。
3. 阻燃材料发展趋势
3.1 无卤阻燃
卤素阻燃材料阻燃效率高以及用(yòng)量少,成為(wèi)当前市场上的主流产(chǎn)品,不过,卤素阻燃剂的缺点是会产(chǎn)生具(jù)有(yǒu)腐蚀性以及毒性的气體(tǐ),从而导致電(diàn)路短路或者其他(tā)金属物(wù)件腐蚀。此外,造成大气污染,对于人體(tǐ)呼吸道产(chǎn)生严重影响。最近几年,英國(guó)、挪威、澳大利亚已经颁布一系列法令,对某些塑料制品进行燃烧毒性试验,因此,开发无卤阻燃剂逐渐成為(wèi)世界趋势。无机阻燃剂来源比较丰富并且价格较低,不过其阻燃效果差以及添加剂过多(duō)。红磷阻燃剂效率高、用(yòng)量少,在很(hěn)多(duō)行业得到十分(fēn)广泛的应用(yòng),不过红磷阻燃剂稳定性需要进一步加强,红磷具(jù)有(yǒu)容易爆炸以及容易着色的弱点。膨胀型阻燃剂在燃烧过程中(zhōng)发烟量较少并且没有(yǒu)有(yǒu)毒气體(tǐ)释放,因此,应当加强对膨胀型阻燃剂研究力度。我國(guó)的北京理(lǐ)工(gōng)大學(xué)、中(zhōng)國(guó)科(kē)技(jì )大學(xué)、安(ān)徽化學(xué)研究院以及上海消防大學(xué)对膨胀型阻燃剂加强了研究,有(yǒu)望开发新(xīn)型产(chǎn)品投入市场使用(yòng)。
3.2 减少有(yǒu)害气體(tǐ)
根据相关统计表明,火灾中(zhōng)死亡原因大多(duō)是由于燃烧中(zhōng)物(wù)品所释放的有(yǒu)毒气體(tǐ)导致,研究新(xīn)型的阻燃剂,降低材料燃烧的有(yǒu)毒气體(tǐ)以及烟量,是当前阻燃领域重点研究课题。当前主要采取的抑烟剂主要包括过渡金属氧化物(wù)、金属氧化物(wù)、镁-锌复合物(wù)、氧化锡、二茂铁、氧化铜等等,主要产(chǎn)品是美國(guó)公(gōng)司的硼酸锌系列,钼酸盐系列等。其中(zhōng),部分(fēn)无机填料同时具(jù)有(yǒu)阻燃以及抑烟效果。此外,膨胀型阻燃剂多(duō)孔碳层也具(jù)有(yǒu)抑烟以及阻燃作(zuò)用(yòng)。通过研究新(xīn)型阻燃剂,从而提高材料的抗高温能(néng)力以及防火性,一方面减轻有(yǒu)害气體(tǐ)对于人體(tǐ)呼吸道的危害,另一方面抑制火势蔓延避免造成更大损失。
4. 结束语
综上所述,本文(wén)主要对当前阻燃材料的发展现状与趋势进行分(fēn)析,其中(zhōng),阻燃剂的种类比较多(duō),包括无机阻燃剂以及有(yǒu)机阻燃剂,针对当前的高分(fēn)子材料制品以及國(guó)家安(ān)全标准提高,应当促使阻燃材料难以燃烧或者燃烧的过程中(zhōng)无烟,避免环境污染以及造成呼吸道问题,阻燃剂种类繁多(duō),包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等,阻燃剂未来发展趋势包括无卤素趋势以及减少有(yǒu)害气體(tǐ)趋势。