从60年代后期,人们就开始注意并强调天然及合成材料的难燃性,阻燃剂开始作为一类重要助剂首先在化纤、工程塑料中崛起。自70年代,国外阻燃剂开始迅速发展,消费量和品种急剧上升,每年大约以6%~8%的速度增长。在塑料行业众多的助剂中,阻燃剂的消费量已跃居第二位,成为仅次于增塑剂的大品种。美国商业通讯公司(BCC)预计阻燃剂的年增长率为5 .2%,到2000年将达到924百万美元的销售额。阻燃剂通常分为添加型和反应型。添加型阻燃剂多用于热塑性塑料中,是目前世界各国产量最大的阻燃剂,占阻燃剂总产量的90%。反应性阻燃剂多用于热固性塑料中。阻燃剂按化学结构可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要有锑化合物、无机硼化合物、无机磷系阻燃剂、无机氢氧化物等。有机阻燃剂包括有机卤系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。

1 阻燃技术的发展

1 .1 锑阻燃剂的开发锑产品价格高,发烟量大,而三氧化二锑是卤素阻燃剂必不可少的协同剂,因此对三氧化二锑颗粒细度要求越来越细,不仅可大大减少用量,提高阻燃性,而且发烟量也大大减少。现在的细度一般均在几个微米到0. 01μm。如日本的精工株式会社开发的Patox平均粒径为0 .01~0 .02μm。贵州榕江风华锑品化工厂最近成功开发了超细高纯活性氧化锑,平均粒径0 .02μm,含量达99 .999%。PolycomHuntsman公司开发的Nya colADP480是粒径小于0. 1μm的五氧化二锑,添加1%可在PP中起良好阻燃作用,且不会对PP的冲击强度,透明性等产生影响。另外,采用三氧化二锑与氢氧化铝、硼酸锌、氟硼酸盐等复配,不仅可减少三氧化二锑的用量,而且发烟量也大为降低。总之,超细化、寻求锑代用品和减少发烟量是锑阻燃剂的开发热点。

1. 2 溴系阻燃剂的开发溴系阻燃剂尽管发烟量大,但由于阻燃性能好,用量少,对产品性能影响小,因此在今后的相当长时间内仍为阻燃剂的主力。随着技术进步,国际上溴系阻燃剂发展的新特点是继续提高溴含量和增大分子量。如美国Ferro公司的PB-68,主要成分为溴化聚苯乙烯,分子量15000,含溴达68%。溴化学法斯特公司和Ameribrom公司分别开发的聚五溴苯酚基丙烯酸酯,含溴量达70 5%,分子量30000~80000。这些阻燃剂特别适合于各类工程塑料,在迁移性、相容性、热稳定性、阻燃性等方面均大大优于许多小分子阻燃剂,有可能成为今后的更新换代产品。

1. 3 磷系阻燃剂的开发磷系阻燃剂大都是液体,主要用于PU、PVC等塑料中。小分子磷系阻燃剂的主要缺点是挥发性大、耐热性不高。目前正努力开发大分子量的化合物和齐聚物,如GreatLake公司的Firemac ster836为卤化磷酸酯,含有磷、溴、氯,具有很低的粘度,特别适合用于浇注制品和PU软泡塑料中[1]。具有阻燃和增塑、阻燃和交联的多功能化是磷系阻燃剂发展的另一个主要方面。阻燃增塑剂(特别是低温下增塑作用)主要用于pvc制品中,如国内生产的二异丙苯磷酸酯。阻燃交联剂是一些具有反应活性的含磷多元醇类,不仅可用作PU的反应型阻燃剂,而且还与溴系阻燃剂并用于环氧树脂中,可大大减少溴阻燃剂的用量。磷系阻燃剂今后还要向低毒化发展,不仅解决产品本身的毒性,还要考虑燃烧分解产物的毒性以及废品的环境污染问题,甚至还要考虑生产、销售、贮运过程中的毒性问题。

1 .4 非卤化无机阻燃剂的开发绝大多数有机阻燃剂含有卤素,在燃烧时发烟大,产生有毒气体,因此近年来阻燃材料非卤化的要求越来越迫切。个别发达国家的一些塑料制品已开始禁止使用卤素阻燃剂。德国环境团体PAL规定,从1995年开始在电子设备的外壳中禁用溴化物及氧化锑。瑞典TC095规定,在电气及电子设备中凡是超过25g的塑料零件均禁用有机溴化物及有机氯化物。虽然目前卤素阻燃剂在国外仍占主流,但将来逐步被非卤素阻燃剂取代的趋势已明朗化。在非卤素阻燃剂中无机阻燃剂是一个重要组成部分。高性能非卤化无机阻燃剂可大量添加到聚烯烃中,而不影响制品力学性能。

1. 4. 1 氢氧化铝新品种

1 .4. 1. 1 开发耐热新品种(1)增加氢氧化铝粒子表面积,即微细化及超微细化,使粒子表面水蒸气分压下降,可提高氢氧化铝耐热性能,而且可使材料力学性能、阻燃效果明显增强。有试验表明,同样配方情况下氢氧化铝平均粒径为5μm时,氧指数为28,粒径