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阻燃材料的(de)發展現狀與趨勢淺析

類别:行業新聞   發布時(shí)間:2018-01-05 10:20:10   浏覽:3710 次

  阻燃材料包括有機阻燃材料以(yǐ)及無機阻燃材料,當前的(de)阻燃材料是(shì)添加阻燃劑之(zhī)後的(de)能夠實現阻燃效果的(de)材料。一(yī / yì /yí)般來(lái)講,阻燃劑種類多樣,分有機阻燃以(yǐ)及無機阻燃,有機阻燃劑阻燃效果好,添加劑比較少。不(bù)過有機阻燃劑在(zài)燃燒中存在(zài)發煙量大(dà)以(yǐ)及釋放有毒氣體的(de)弊端。無機材料具有無煙、不(bù)揮發以(yǐ)及價格便宜等優點,不(bù)過其中存在(zài)大(dà)量添加劑。比較常見的(de)阻燃劑有氫氧化鋁以(yǐ)及氫氧化鎂阻燃劑。無機阻燃劑可以(yǐ)當作助劑添加入塑料或者橡膠當中達到(dào)防火的(de)效果。比如在(zài)電線、汽車輪胎或者運輸袋中,從而(ér)切實保障交通安全以(yǐ)及用電安全。此外,可以(yǐ)添加入各種油漆以(yǐ)及塗料中,從而(ér)促使材料具備阻燃性能。
  1. 阻燃劑概述
  阻燃劑是(shì)高分子(zǐ)合成材料助推劑,利用阻燃劑可以(yǐ)對高分子(zǐ)材料進行阻燃處理,從而(ér)避免材料燃燒以(yǐ)及阻止火勢蔓延,促使合成材料具有消煙性、自熄性以(yǐ)及難燃性。随着我國(guó)的(de)合成材料用品被廣泛應用在(zài)許多相關行業,如建築業、紡織業、運輸業、航天業,阻燃劑在(zài)這(zhè)些行業發揮日益重要(yào / yāo)的(de)作用,現代科學技術不(bù)斷發展以(yǐ)及進步,以(yǐ)及各個(gè)國(guó)家對于(yú)安全工作的(de)高度重視,因此,促使人(rén)們對阻燃劑的(de)安全性以(yǐ)及防火性能要(yào / yāo)求也(yě)越來(lái)越高。阻燃劑的(de)品種日益增加并且産量逐漸上(shàng)升。當前,世界上(shàng)阻燃劑的(de)70%用于(yú)制作阻燃性材料,20%用作橡膠。其中5%制作紡織品,3%用于(yú)制作塗料,此外,2%用于(yú)制作木材以(yǐ)及紙張。
  2. 阻燃材料發展現狀分析
  近幾年,随着塑料産品的(de)增加以(yǐ)及安全标準提高,阻燃材料應用更加廣泛,一(yī / yì /yí)般來(lái)講,阻燃材料可以(yǐ)分爲(wéi / wèi)有機阻燃材料以(yǐ)及無機阻燃材料。其中,有機阻燃材料主要(yào / yāo)是(shì)鹵素添加劑,無機材料不(bù)但具有一(yī / yì /yí)定阻燃效果,而(ér)且産生氯化氫以(yǐ)及阻止發煙。此外,無機阻燃材料無腐蝕性以(yǐ)及價格便宜。美國(guó)、日本等國(guó)家的(de)無機阻燃材料消費超過60%,然而(ér),我國(guó)的(de)無機阻燃材料消費隻有不(bù)到(dào)10%。
  2.1 鹵系阻燃
  鹵系阻燃劑不(bù)但産量最大(dà),而(ér)且應用最爲(wéi / wèi)廣泛。添加了(le/liǎo)該阻燃劑的(de)材料在(zài)燃燒過程中可以(yǐ)釋放鹵化氫,并且獲得自由基,從而(ér)阻止傳遞燃燒鏈,進而(ér)生成活性低的(de)自由基減緩燃燒。鹵素阻燃劑一(yī / yì /yí)般應用在(zài)熱塑性材料以(yǐ)及熱固性材料中,不(bù)但阻燃效果好,而(ér)且對阻燃制品影響比較少。此外,不(bù)僅與高分子(zǐ)材料的(de)兼容性較好,而(ér)且使用方便,因此,受到(dào)市場歡迎,在(zài)汽車、包裝、紡織等行業中,鹵素阻燃材料應用十分廣泛并且日益發揮重要(yào / yāo)作用。
  2.2 磷系阻燃
  無機磷系阻燃劑主要(yào / yāo)包括磷酸鹽、紅磷等,應用比較廣泛的(de)是(shì)紅磷,紅磷屬于(yú)較好的(de)阻燃劑,具有抑煙的(de)優勢。然而(ér),在(zài)實際應用中,紅磷阻燃劑材料容易氧化并且釋放有害劇毒氣體,此外粉塵容易導緻爆炸,在(zài)樹脂混煉以(yǐ)及模塑加工中存在(zài)一(yī / yì /yí)定的(de)危險性,因此,磷系阻燃材料受到(dào)一(yī / yì /yí)定使用限制。經過改進的(de)紅磷阻燃劑是(shì)在(zài)其中加入金屬氫氧化物,一(yī / yì /yí)定程度上(shàng)解決了(le/liǎo)高分子(zǐ)材料毒性問題。
  2.3 鎂系阻燃
  氫氧化鎂是(shì)一(yī / yì /yí)種添加型的(de)無機阻燃劑,和(hé / huò)其他(tā)阻燃劑對比,氫氧化鎂在(zài)原料來(lái)源、制備過程以(yǐ)及廢物處理方面都具有良好抑煙效果。一(yī / yì /yí)般來(lái)講,如果發生火災,大(dà)約80%以(yǐ)上(shàng)是(shì)由于(yú)煙氣窒息死亡,因此,當前的(de)阻燃劑抑煙比阻燃更爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)。一(yī / yì /yí)般氫氧化鎂的(de)分解能以(yǐ)及熱容量比較高,相對通常的(de)無機阻燃劑,鎂系阻燃劑合成的(de)材料可以(yǐ)耐受更高溫度,不(bù)但可以(yǐ)提高擠塑速度,而(ér)且可以(yǐ)大(dà)大(dà)縮減模塑實踐。此外,有效提高阻燃效率。同時(shí),氫氧化鎂和(hé / huò)其他(tā)相關阻燃劑具有良好複合能力,氫氧化鎂阻燃劑在(zài)塑膠以(yǐ)及橡膠行業得到(dào)十分廣泛的(de)應用,未來(lái)市場潛力很大(dà),不(bù)過相對其他(tā)阻燃劑價格更高。
  2.4 鋁系阻燃
  一(yī / yì /yí)般來(lái)講,氫氧化鋁是(shì)早期的(de)無機阻燃劑,并且也(yě)是(shì)應用量很大(dà)的(de)一(yī / yì /yí)種,當前氫氧化鋁占無機阻燃劑總量80%以(yǐ)上(shàng),被廣泛應用在(zài)彈性體、橡膠、塗料以(yǐ)及塑料制品當中,具有消煙、阻燃、填充功能,并且可以(yǐ)和(hé / huò)其他(tā)物質協同作用,價格低廉,不(bù)揮發以(yǐ)及無腐蝕性,氫氧化鋁阻燃原理是(shì)在(zài)聚合物當中加入氫氧化鋁。從而(ér)降低聚合物的(de)濃度。當溫度達到(dào)250℃的(de)時(shí)候就(jiù)開始吸熱以(yǐ)及脫水,從而(ér)可以(yǐ)抑制聚合物溫度上(shàng)升。氫氧化鋁阻燃材料燃燒的(de)過程中可以(yǐ)生成水蒸氣對可燃氣體以(yǐ)及氧氣進行稀釋,從而(ér)阻止燃燒繼續。不(bù)過,氫氧化鋁阻燃材料也(yě)存在(zài)一(yī / yì /yí)定缺陷,比如氫氧化鋁阻燃效果是(shì)随着添加劑增加而(ér)強化,但如果填充過多就(jiù)會降低産品的(de)強度。此外,氫氧化鋁吸熱量雖然大(dà),但是(shì)分解溫度低,隻能适用在(zài)加工溫度低的(de)聚合物上(shàng)。
  3. 阻燃材料發展趨勢
  3.1 無鹵阻燃
  鹵素阻燃材料阻燃效率高以(yǐ)及用量少,成爲(wéi / wèi)當前市場上(shàng)的(de)主流産品,不(bù)過,鹵素阻燃劑的(de)缺點是(shì)會産生具有腐蝕性以(yǐ)及毒性的(de)氣體,從而(ér)導緻電路短路或者其他(tā)金屬物件腐蝕。此外,造成大(dà)氣污染,對于(yú)人(rén)體呼吸道(dào)産生嚴重影響。最近幾年,英國(guó)、挪威、澳大(dà)利亞已經頒布一(yī / yì /yí)系列法令,對某些塑料制品進行燃燒毒性試驗,因此,開發無鹵阻燃劑逐漸成爲(wéi / wèi)世界趨勢。無機阻燃劑來(lái)源比較豐富并且價格較低,不(bù)過其阻燃效果差以(yǐ)及添加劑過多。紅磷阻燃劑效率高、用量少,在(zài)很多行業得到(dào)十分廣泛的(de)應用,不(bù)過紅磷阻燃劑穩定性需要(yào / yāo)進一(yī / yì /yí)步加強,紅磷具有容易爆炸以(yǐ)及容易着色的(de)弱點。膨脹型阻燃劑在(zài)燃燒過程中發煙量較少并且沒有有毒氣體釋放,因此,應當加強對膨脹型阻燃劑研究力度。我國(guó)的(de)北京理工大(dà)學、中國(guó)科技大(dà)學、安徽化學研究院以(yǐ)及上(shàng)海消防大(dà)學對膨脹型阻燃劑加強了(le/liǎo)研究,有望開發新型産品投入市場使用。
  3.2 減少有害氣體
  根據相關統計表明,火災中死亡原因大(dà)多是(shì)由于(yú)燃燒中物品所釋放的(de)有毒氣體導緻,研究新型的(de)阻燃劑,降低材料燃燒的(de)有毒氣體以(yǐ)及煙量,是(shì)當前阻燃領域重點研究課題。當前主要(yào / yāo)采取的(de)抑煙劑主要(yào / yāo)包括過渡金屬氧化物、金屬氧化物、鎂-鋅複合物、氧化錫、二茂鐵、氧化銅等等,主要(yào / yāo)産品是(shì)美國(guó)公司的(de)硼酸鋅系列,钼酸鹽系列等。其中,部分無機填料同時(shí)具有阻燃以(yǐ)及抑煙效果。此外,膨脹型阻燃劑多孔碳層也(yě)具有抑煙以(yǐ)及阻燃作用。通過研究新型阻燃劑,從而(ér)提高材料的(de)抗高溫能力以(yǐ)及防火性,一(yī / yì /yí)方面減輕有害氣體對于(yú)人(rén)體呼吸道(dào)的(de)危害,另一(yī / yì /yí)方面抑制火勢蔓延避免造成更大(dà)損失。
  4. 結束語
  綜上(shàng)所述,本文主要(yào / yāo)對當前阻燃材料的(de)發展現狀與趨勢進行分析,其中,阻燃劑的(de)種類比較多,包括無機阻燃劑以(yǐ)及有機阻燃劑,針對當前的(de)高分子(zǐ)材料制品以(yǐ)及國(guó)家安全标準提高,應當促使阻燃材料難以(yǐ)燃燒或者燃燒的(de)過程中無煙,避免環境污染以(yǐ)及造成呼吸道(dào)問題,阻燃劑種類繁多,包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑等,阻燃劑未來(lái)發展趨勢包括無鹵素趨勢以(yǐ)及減少有害氣體趨勢。