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阻燃材料的發(fā/fà)展現狀與趨勢淺析

類别:行(háng / xíng)業新聞   發(fā/fà)布時間:2018-01-05 10:20:10   浏覽:3712 次

  阻燃材料包括有機阻燃材料以及無機阻燃材料,當前的阻燃材料是添加阻燃劑之後(hòu)的能(néng)夠實現阻燃效果的材料。一般來講,阻燃劑種類多樣,分有機阻燃以及無機阻燃,有機阻燃劑阻燃效果好,添加劑比較少。不過(guò)有機阻燃劑在燃燒中存在發(fā/fà)煙量大以及釋放有毒氣體的弊端。無機材料具有無煙、不揮發(fā/fà)以及價格便宜等優點,不過(guò)其(qí)中存在大量添加劑。比較常見的阻燃劑有氫氧化鋁以及氫氧化鎂阻燃劑。無機阻燃劑可(kě)以當作助劑添加入塑料或者橡膠當中達到防火的效果。比如(rú)在電線、汽車輪胎或者運輸袋中,從而(ér)切實保障交通安全以及用(yòng)電安全。此外,可(kě)以添加入各種油漆以及塗料中,從而(ér)促使材料具備阻燃性能(néng)。
  1. 阻燃劑概述
  阻燃劑是高分子合成材料助推劑,利用(yòng)阻燃劑可(kě)以對(duì)高分子材料進行(háng / xíng)阻燃處理,從而(ér)避免材料燃燒以及阻止火勢蔓延,促使合成材料具有消煙性、自(zì)熄性以及難燃性。随着(zhe/zhuó/zhāo/zháo)我國的合成材料用(yòng)品被廣泛應用(yòng)在許多相關行(háng / xíng)業,如(rú)建築業、紡織業、運輸業、航天(tiān)業,阻燃劑在這些行(háng / xíng)業發(fā/fà)揮日益重要(yào / yāo)的作用(yòng),現代科學技術不斷發(fā/fà)展以及進步,以及各個國家(jiā)對(duì)于(yú)安全工作的高度重視,因此,促使人們對(duì)阻燃劑的安全性以及防火性能(néng)要(yào / yāo)求也越來越高。阻燃劑的品種日益增加并且産量逐漸上升。當前,世界上阻燃劑的70%用(yòng)于(yú)制作阻燃性材料,20%用(yòng)作橡膠。其(qí)中5%制作紡織品,3%用(yòng)于(yú)制作塗料,此外,2%用(yòng)于(yú)制作木材以及紙張。
  2. 阻燃材料發(fā/fà)展現狀分析
  近幾年(nián),随着(zhe/zhuó/zhāo/zháo)塑料産品的增加以及安全标準提高,阻燃材料應用(yòng)更加廣泛,一般來講,阻燃材料可(kě)以分爲有機阻燃材料以及無機阻燃材料。其(qí)中,有機阻燃材料主要(yào / yāo)是鹵素添加劑,無機材料不但具有一定阻燃效果,而(ér)且産生(shēng)氯化氫以及阻止發(fā/fà)煙。此外,無機阻燃材料無腐蝕性以及價格便宜。美國、日本等國家(jiā)的無機阻燃材料消費超過(guò)60%,然而(ér),我國的無機阻燃材料消費隻有不到10%。
  2.1 鹵系阻燃
  鹵系阻燃劑不但産量最大,而(ér)且應用(yòng)最爲廣泛。添加了該阻燃劑的材料在燃燒過(guò)程中可(kě)以釋放鹵化氫,并且獲得(dé / de / děi)自(zì)由基,從而(ér)阻止傳遞燃燒鏈,進而(ér)生(shēng)成活性低的自(zì)由基減緩燃燒。鹵素阻燃劑一般應用(yòng)在熱塑性材料以及熱固性材料中,不但阻燃效果好,而(ér)且對(duì)阻燃制品影響比較少。此外,不僅與高分子材料的兼容性較好,而(ér)且使用(yòng)方便,因此,受到市場歡迎,在汽車、包裝、紡織等行(háng / xíng)業中,鹵素阻燃材料應用(yòng)十(shí)分廣泛并且日益發(fā/fà)揮重要(yào / yāo)作用(yòng)。
  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(yòng)比較廣泛的是紅磷,紅磷屬于(yú)較好的阻燃劑,具有抑煙的優勢。然而(ér),在實際應用(yòng)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,在樹脂混煉以及模塑加工中存在一定的危險性,因此,磷系阻燃材料受到一定使用(yòng)限制。經過(guò)改進的紅磷阻燃劑是在其(qí)中加入金屬氫氧化物,一定程度上解決了高分子材料毒性問題。
  2.3 鎂系阻燃
  氫氧化鎂是一種添加型的無機阻燃劑,和其(qí)他阻燃劑對(duì)比,氫氧化鎂在原料來源、制備過(guò)程以及廢物處理方面都具有良好抑煙效果。一般來講,如(rú)果發(fā/fà)生(shēng)火災,大約80%以上是由于(yú)煙氣窒息死亡,因此,當前的阻燃劑抑煙比阻燃更爲重要(yào / yāo)。一般氫氧化鎂的分解能(néng)以及熱容量比較高,相對(duì)通常的無機阻燃劑,鎂系阻燃劑合成的材料可(kě)以耐受更高溫度,不但可(kě)以提高擠塑速度,而(ér)且可(kě)以大大縮減模塑實踐。此外,有效提高阻燃效率。同時,氫氧化鎂和其(qí)他相關阻燃劑具有良好複合能(néng)力,氫氧化鎂阻燃劑在塑膠以及橡膠行(háng / xíng)業得(dé / de / děi)到十(shí)分廣泛的應用(yòng),未來市場潛力很大,不過(guò)相對(duì)其(qí)他阻燃劑價格更高。
  2.4 鋁系阻燃
  一般來講,氫氧化鋁是早期的無機阻燃劑,并且也是應用(yòng)量很大的一種,當前氫氧化鋁占無機阻燃劑總量80%以上,被廣泛應用(yòng)在彈性體、橡膠、塗料以及塑料制品當中,具有消煙、阻燃、填充功能(néng),并且可(kě)以和其(qí)他物質協同作用(yòng),價格低廉,不揮發(fā/fà)以及無腐蝕性,氫氧化鋁阻燃原理是在聚合物當中加入氫氧化鋁。從而(ér)降低聚合物的濃度。當溫度達到250℃的時候就(jiù)開始吸熱以及脫水,從而(ér)可(kě)以抑制聚合物溫度上升。氫氧化鋁阻燃材料燃燒的過(guò)程中可(kě)以生(shēng)成水蒸氣對(duì)可(kě)燃氣體以及氧氣進行(háng / xíng)稀釋,從而(ér)阻止燃燒繼續。不過(guò),氫氧化鋁阻燃材料也存在一定缺陷,比如(rú)氫氧化鋁阻燃效果是随着(zhe/zhuó/zhāo/zháo)添加劑增加而(ér)強化,但如(rú)果填充過(guò)多就(jiù)會(huì)降低産品的強度。此外,氫氧化鋁吸熱量雖然大,但是分解溫度低,隻能(néng)适用(yòng)在加工溫度低的聚合物上。
  3. 阻燃材料發(fā/fà)展趨勢
  3.1 無鹵阻燃
  鹵素阻燃材料阻燃效率高以及用(yòng)量少,成爲當前市場上的主流産品,不過(guò),鹵素阻燃劑的缺點是會(huì)産生(shēng)具有腐蝕性以及毒性的氣體,從而(ér)導緻電路短路或者其(qí)他金屬物件腐蝕。此外,造成大氣污染,對(duì)于(yú)人體呼吸道産生(shēng)嚴重影響。最近幾年(nián),英國、挪威、澳大利亞已經頒布一系列法令,對(duì)某些塑料制品進行(háng / xíng)燃燒毒性試驗,因此,開發(fā/fà)無鹵阻燃劑逐漸成爲世界趨勢。無機阻燃劑來源比較豐富并且價格較低,不過(guò)其(qí)阻燃效果差以及添加劑過(guò)多。紅磷阻燃劑效率高、用(yòng)量少,在很多行(háng / xíng)業得(dé / de / děi)到十(shí)分廣泛的應用(yòng),不過(guò)紅磷阻燃劑穩定性需要(yào / yāo)進一步加強,紅磷具有容易爆炸以及容易着(zhe/zhuó/zhāo/zháo)色的弱點。膨脹型阻燃劑在燃燒過(guò)程中發(fā/fà)煙量較少并且沒有有毒氣體釋放,因此,應當加強對(duì)膨脹型阻燃劑研究力度。我國的北京理工大學、中國科技大學、安徽化學研究院以及上海消防大學對(duì)膨脹型阻燃劑加強了研究,有望開發(fā/fà)新型産品投入市場使用(yòng)。
  3.2 減少有害氣體
  根據相關統計表明,火災中死亡原因大多是由于(yú)燃燒中物品所(suǒ)釋放的有毒氣體導緻,研究新型的阻燃劑,降低材料燃燒的有毒氣體以及煙量,是當前阻燃領域重點研究課題。當前主要(yào / yāo)采取的抑煙劑主要(yào / yāo)包括過(guò)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)産品是美國公司的硼酸鋅系列,钼酸鹽系列等。其(qí)中,部分無機填料同時具有阻燃以及抑煙效果。此外,膨脹型阻燃劑多孔碳層也具有抑煙以及阻燃作用(yòng)。通過(guò)研究新型阻燃劑,從而(ér)提高材料的抗高溫能(néng)力以及防火性,一方面減輕有害氣體對(duì)于(yú)人體呼吸道的危害,另一方面抑制火勢蔓延避免造成更大損失。
  4. 結束語
  綜上所(suǒ)述,本文主要(yào / yāo)對(duì)當前阻燃材料的發(fā/fà)展現狀與趨勢進行(háng / xíng)分析,其(qí)中,阻燃劑的種類比較多,包括無機阻燃劑以及有機阻燃劑,針對(duì)當前的高分子材料制品以及國家(jiā)安全标準提高,應當促使阻燃材料難以燃燒或者燃燒的過(guò)程中無煙,避免環境污染以及造成呼吸道問題,阻燃劑種類繁多,包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑等,阻燃劑未來發(fā/fà)展趨勢包括無鹵素趨勢以及減少有害氣體趨勢。