阻燃材料應(yīng)用廣泛,尤其在高層建筑中阻燃材料對于防止或減輕火災(zāi)而導(dǎo)致的損失起到舉足輕重的作用。阻燃材料的種類繁多,從大的方面可以分為有機(jī)阻燃材料、無機(jī)阻燃材料以及有機(jī)- 無機(jī)復(fù)合阻燃材料,當(dāng)前使用的阻燃材料大多是在高分子材料中添加阻燃劑之后能夠?qū)崿F(xiàn)阻燃效果的材料。 隨著塑料制品市場需求的擴(kuò)大,國內(nèi)阻燃劑消費(fèi)量急劇上升。電線電纜、家用電器、汽車和節(jié)能燈為阻燃劑改性塑料主要的應(yīng)用領(lǐng)域。
除2017年外,中國阻燃劑市場需求均呈持續(xù)穩(wěn)定增長趨勢,其中2019年中國阻燃劑市場需求為萬噸,同比增長,隨著下游應(yīng)用市場快速發(fā)展及防火意識增加,市場對阻燃劑需求將進(jìn)一步增加,預(yù)計(jì)2025年阻燃劑市場需求量為128萬噸。
氫氧化鎂熔點(diǎn)高、不易燃,是一種良好的無機(jī)阻燃劑,氫氧化鎂原料來源廣泛、制備過程簡單,在高溫下具有良好阻燃和抑煙效果。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),絕大部分人并非高溫致死,而是因?yàn)闊煔鈱?dǎo)致無法正常呼吸而死。因此,阻燃材料的抑煙性能尤為重要。另外,氫氧化鎂和其他阻燃劑、各種材料具有良好相容性能,使得氫氧化鎂阻燃劑在塑膠、橡膠、建筑、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)應(yīng)用十分廣泛。隨著人們安全意識的增強(qiáng),氫氧化鎂未來市場潛力很大。 氫氧化鋁阻燃材料 氫氧化鋁是應(yīng)用比較早的一種無機(jī)阻燃劑,氫氧化鋁具有本身不燃、價(jià)格低等優(yōu)勢,當(dāng)前氫氧化鋁作為無機(jī)阻燃劑在各種建筑材料、彈性體、橡膠、涂料以及塑料制品當(dāng)中占有主導(dǎo)地位。當(dāng)在一些聚合物中加入氫氧化鋁時(shí),該聚合物便具有了消煙、阻燃等功能。氫氧化鋁阻燃材料在高溫下燃燒時(shí)可以生成水蒸氣,可燃?xì)怏w與氧氣在水蒸氣的存在下減少了接觸機(jī)會(huì),從而起到阻止火勢繼續(xù)蔓延的效果。通常阻燃材料中氫氧化鋁含量越高、阻燃效果越好,但是氫氧化鋁含量過高會(huì)影響產(chǎn)品本身的強(qiáng)度。此外,雖然氫氧化鋁吸熱量較大,但是分解溫度較低,只能適用在加工溫度較低的聚合物中,加工溫度過高氫氧化鋁可能會(huì)轉(zhuǎn)變成為氧化鋁。
鹵素阻燃材料
鹵素阻燃劑阻燃材料應(yīng)用最為廣泛,年產(chǎn)量巨大。鹵素阻燃劑阻燃材料的阻燃機(jī)理是材料在高溫下或者燃燒過程中釋放出鹵化氫并且獲得自由基,從而阻止傳遞燃燒鏈,生成活性低的自由基而減緩燃燒。但是生成的鹵化氫有毒,在高層建筑起火時(shí)有毒氣體對人們就是死亡威脅,因而在高層建筑中應(yīng)慎用。鹵素阻燃劑與高分子材料的相容性較好,因而主要應(yīng)用于熱塑性材料、熱固性材料中,在汽車、包裝、紡織等行業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用。目前鹵素阻燃材料應(yīng)用十分廣泛,具有較好的市場前景。
紅磷阻燃材料
磷酸鹽、紅磷等屬于無機(jī)磷系阻燃劑的范疇,紅磷不但具有抑煙、高效的優(yōu)勢,而且具有無毒的特點(diǎn),是較好的阻燃劑,因而應(yīng)用比較廣泛。但是,紅磷阻燃材料在高溫或燃燒時(shí)容易被氧化,并且釋放有毒有害氣體。此外粉塵容易導(dǎo)致爆炸,在樹脂混煉以及模塑加工中存在一定的危險(xiǎn)性,因此,紅磷阻燃材料的應(yīng)用受到一定的限制。好在紅磷阻燃劑與金屬氫氧化物具有較好的相容性,因此在紅磷阻燃材料中加入適量的金屬氫氧化物使其性能得到改善,一定程度上解決了紅磷阻燃高分子材料的毒性問題。
二氧化硅阻燃材料
有機(jī)阻燃材料通常具有燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒、有害氣體的缺陷。硅灰SiO2 含量86% ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ,密度1. 62 g /cm,勃氏比表面積25 m/g。采用硅灰來制備新型無機(jī)阻燃材料,可有效解決有機(jī)阻燃材料存在的缺陷。為改善硅灰基阻燃材料的阻燃性能,文獻(xiàn)作者擬采用聚丙烯酰胺對其改性,制備了一種有機(jī)- 無機(jī)雜化新型硅灰基阻燃材料,阻燃性能良好。
中國阻燃劑市場的驅(qū)動(dòng)力包括:
1)電線電纜行業(yè)相對成熟,電網(wǎng)改造、汽車工業(yè)和通訊產(chǎn)業(yè)的升級換代對電線電纜的安全性能提出更高要求,對產(chǎn)品阻燃等級要求越來越高,使得電線電纜對阻燃劑的市場需求穩(wěn)步增加;
2)在家電領(lǐng)域,阻燃性塑料用量較大的是電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)等,目前中國的家電行業(yè)發(fā)展成熟,家電用阻燃性改性塑料需求量維持緩慢增長;
3)汽車行業(yè)是對阻燃塑料需求較多的應(yīng)用領(lǐng)域,盡管近三年汽車產(chǎn)量略有下滑但是單車內(nèi)部飾品及功能結(jié)構(gòu)件更多,整體來看,對阻燃塑料需求維持緩慢增長;
4)國內(nèi)外一系列鼓勵(lì)使用節(jié)能燈的政策和措施的實(shí)施有力促進(jìn)國內(nèi)節(jié)能燈行業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)其對阻燃塑料需求的增長。 阻燃劑、阻燃材料種類繁多,目前主要應(yīng)用的有氫氧化鎂阻燃材料、氫氧化鋁阻燃材料、鹵素阻燃材料、紅磷阻燃材料、二氧化硅阻燃材料等,各種阻燃材料各具有優(yōu)缺點(diǎn)。從各個(gè)國家及人們對阻燃材料的期待上看,新型廉價(jià)、燃燒過程無煙、無有毒有害氣體產(chǎn)生、阻燃性能良好的阻燃劑及阻燃材料是未來的發(fā)展趨勢,必將成為阻燃領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。