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阻燃劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑，主要是針對(duì)高分子材料的阻燃設(shè)計(jì)的;阻燃劑有多種類(lèi)型，按使用方法分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。

添加型阻燃劑是通過(guò)機(jī)械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的，目前添加型阻燃劑主要有有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，鹵系阻燃劑(有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物)和非鹵。有機(jī)是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無(wú)機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。

反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)聚合物材料使用性能影響較小，阻燃性持久。

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前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2007年全球阻燃劑總消費(fèi)量約為170萬(wàn)噸，2008年約182萬(wàn)噸，2011年達(dá)到241萬(wàn)噸，2007-2011年復(fù)合增長(zhǎng)速度達(dá)到9.12%。從銷(xiāo)售額來(lái)看，2007年全球阻燃劑銷(xiāo)售額約35億美元，2008年約39億美元，2011年達(dá)到55億美元，2007-2011年復(fù)合增長(zhǎng)速度達(dá)到11.96%。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析，F(xiàn)R的用量與塑料的用量及塑料中阻燃產(chǎn)品的比例密切相關(guān)（80%-85%的FR系用于塑料制品），2006-2011年間全球塑料平均增長(zhǎng)率為5.8%，未來(lái)幾年增長(zhǎng)率保持在6%左右。即使塑料中阻燃產(chǎn)品的比例維持不變，全球阻燃劑的用量也將保持約5%-7%的增長(zhǎng)速度，由此預(yù)計(jì)到2016年阻燃劑消費(fèi)量可達(dá)330萬(wàn)噸左右。

從銷(xiāo)售金額考慮，未來(lái)五年的增長(zhǎng)率將銷(xiāo)售量的增長(zhǎng)：一方面是受阻燃劑價(jià)格波動(dòng)的影響；另一方面是隨著阻燃材料的無(wú)鹵化，F(xiàn)R的結(jié)構(gòu)會(huì)有所調(diào)整，即有可能采用一些售價(jià)較高的FR。預(yù)計(jì)全球阻燃劑銷(xiāo)售額年均增長(zhǎng)率可達(dá)8%-11%，到2016年可達(dá)87億美元。

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纖維是否可以變軟和/或熔化（由表3中的物理轉(zhuǎn)化溫度所界定）決定著它是否具有熱塑性。熱塑性因其相關(guān)的物理變化，可嚴(yán)重影響阻燃劑的行為。傳統(tǒng)的熱塑性纖維（例如，聚酰胺、聚酯和聚丙烯）一收縮即可離開(kāi)點(diǎn)燃火焰，從而避免被點(diǎn)燃：這使它們表面上顯現(xiàn)出阻燃性。事實(shí)上，如果收縮受阻，它們便會(huì)猛烈燃燒。這種所謂的支架效應(yīng)可在聚酯-棉以及類(lèi)似的混紡織物上看到，即熔融聚合物熔化到非熱塑性棉上并被點(diǎn)燃。類(lèi)似的效應(yīng)也可在由熱塑性和非熱塑性成分組成的復(fù)合紡織品上看到。

隨著上述效應(yīng)而來(lái)的是熔滴（通常是有焰熔滴）問(wèn)題，這種滴淌雖可移除焰鋒的熱并促使火焰熄滅（因而可以'通過(guò)'垂直火焰試驗(yàn)），但卻能使位于其下的表面（如地毯或皮膚）發(fā)生燃燒或二次點(diǎn)燃。

多數(shù)在批量生產(chǎn)期間或作為整理劑施用于傳統(tǒng)合成纖維上的阻燃劑通常都是通過(guò)增強(qiáng)熔融滴淌和/或促助有焰熔滴熄滅兩種方式發(fā)揮作用的。迄今為止，任何手段都不能降低熱塑性并大量促進(jìn)成炭，經(jīng)阻燃處理的纖維素（包括粘膠纖維）的情況就是如此。

5．3 阻燃機(jī)理和成炭

按（d）和/或（e）方式在氣相起作用的阻燃劑都具有下述優(yōu)點(diǎn)，即它們會(huì)減小引燃傾向并有助于紡織品成纖聚合物的火焰熄滅。這是因?yàn)橐坏峤到猱a(chǎn)生的揮發(fā)產(chǎn)物或燃料在火焰中與氧發(fā)生氧化反應(yīng)，其化學(xué)性質(zhì)就會(huì)變得非常類(lèi)似。因此，像斷絕氧氣（（e）方式）或生成干擾自由基（（f）方式）這兩種方式無(wú)疑都能阻燃劑的效果。

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隨著中國(guó)合成材料工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，阻燃劑在化學(xué)建材、電子電器、交通運(yùn)輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個(gè)領(lǐng)域中具有廣闊的市場(chǎng)前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了中國(guó)阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。中國(guó)阻燃劑已發(fā)展成為僅次于增塑劑的第二大高分子材料改性添加劑，目前的生產(chǎn)能力20萬(wàn)t/a左右，年生產(chǎn)量在15萬(wàn)-17萬(wàn)t之間，年消費(fèi)量20萬(wàn)t左右。不足部分主要從美國(guó)和以色列進(jìn)口，進(jìn)口的主要品種為有機(jī)溴及鹵—磷系阻燃劑。我國(guó)目前有1000多家阻燃劑生產(chǎn)企業(yè)，中國(guó)阻燃劑生產(chǎn)主要為溴磷系列，其中溴系阻燃劑是重要的系列，約占中國(guó)有機(jī)阻燃劑的30%。

國(guó)內(nèi)阻燃劑的品種和消費(fèi)量還是以有機(jī)阻燃劑為主，無(wú)機(jī)阻燃劑生產(chǎn)和消費(fèi)量還較少，但近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭較好，市場(chǎng)潛力較大。阻燃劑中常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無(wú)可比擬的性，但是它對(duì)環(huán)境和人的危害是不可忽視的。環(huán)保問(wèn)題是助劑開(kāi)發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點(diǎn)，所以國(guó)內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加大環(huán)保型阻燃劑的開(kāi)發(fā)。

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環(huán)保型阻燃劑應(yīng)用和生產(chǎn)現(xiàn)狀
隨著人們環(huán)保、安全、健康意識(shí)的日益增強(qiáng)，開(kāi)始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的，并已經(jīng)取得了一定的成果。阻燃劑按有效元素分類(lèi)，可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。本文根據(jù)阻燃有效元素將阻燃劑分為無(wú)鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵—磷協(xié)同阻燃劑及其他阻燃劑四個(gè)種類(lèi)，分別介紹其中幾種環(huán)保且具有應(yīng)用前景的阻燃劑。

1.1無(wú)鹵阻燃劑

無(wú)鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo)，近年來(lái)全球一些阻燃劑供應(yīng)和應(yīng)用商對(duì)阻燃無(wú)鹵化表現(xiàn)出較高熱情，對(duì)無(wú)鹵阻燃劑及阻燃材料的開(kāi)發(fā)也投入了很大的力量。據(jù)分析，無(wú)鹵阻燃劑主要品種為磷系阻燃劑及無(wú)機(jī)水合物。前者主要包括紅磷阻燃劑，無(wú)機(jī)磷系的聚磷酸銨(APP）、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等，有機(jī)磷系的非鹵磷酸酯等。后者主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性材料如水滑石等。聚磷酸銨、水滑石為該系列環(huán)保型且市場(chǎng)前景較好的代表產(chǎn)品，以下就這兩種產(chǎn)品展開(kāi)分析。

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在無(wú)機(jī)阻燃劑的應(yīng)用中，陰離子型層狀功能材料作為阻燃劑的發(fā)展迅速。它是一類(lèi)具有特殊結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)化合物M2+為二價(jià)離子，一般為鎂，M3+為三價(jià)金屬離子，An-為陰離子。這種材料簡(jiǎn)稱(chēng)為水滑石（LDHs）。由于水滑石特的層狀結(jié)構(gòu)及層板組成和層間陰離子的可調(diào)變性，使其作為無(wú)機(jī)功能材料在催化、離子交換、吸附、醫(yī)藥等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。作為無(wú)鹵高抑煙阻燃劑，水滑石可廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域。中國(guó)鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料的發(fā)展起步于20世紀(jì)90年代后期，雖然發(fā)展歷史較短，但發(fā)展迅速。1999年，北京化工大學(xué)與宜興助劑化工廠合作，在江蘇宜興建成了500t/a的水滑石的生產(chǎn)線，成為國(guó)內(nèi)家水滑石的生產(chǎn)廠，并形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全套生產(chǎn)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，2000年，依托中國(guó)優(yōu)勢(shì)的海洋化工鹵水資源，在大連建立了1000t/a水滑石的生產(chǎn)線，為進(jìn)一步建設(shè)更大規(guī)模的生產(chǎn)裝置奠定了基礎(chǔ)。從中國(guó)鎂資源的現(xiàn)狀及新型阻燃劑市場(chǎng)的迫切需求和潛力，不難判斷中國(guó)鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料快速發(fā)展的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。今后5年內(nèi)，中國(guó)鎂質(zhì)陰離子層狀功能材料作為溴系阻燃劑的替代品將進(jìn)入發(fā)展的高峰期。

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