[科普中國]-阻燃

阻燃劑主要有有機(jī)和無機(jī)，鹵素和非鹵。有機(jī)是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。一般來講有機(jī)阻燃具有很好的親和力在塑料中，溴系阻燃劑在有機(jī)阻燃體系中占據(jù)絕對優(yōu)勢，雖然在環(huán)保問題上“非議”多端但一直難以有其他阻燃劑體系取代。

背景介紹阻燃劑是塑料助劑中發(fā)展最快的品種之一。有資料顯示，全世界阻燃劑需求量已超過120萬噸/年，包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、無機(jī)阻燃劑等數(shù)百個(gè)品種。由于眾所周知的環(huán)境與毒理學(xué)方面的原因，歐盟在十多年前就開始對大量生產(chǎn)的化學(xué)品對環(huán)境以及人類健康的潛在影響進(jìn)行評估。阻燃劑也不例外，已經(jīng)開始評估的有溴系阻燃劑和磷系阻燃劑。其中對五溴二苯醚、八溴二苯醚以及十溴二苯醚評估已經(jīng)結(jié)束。歐盟于2004年8月15日開始禁用五溴二苯醚和八溴二苯醚；對十溴二苯醚所進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論是對人類健康或環(huán)境’沒有顯見的風(fēng)險(xiǎn)’，不必采取風(fēng)險(xiǎn)降低措施。1

對于四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯(TDCP)以及2,2-二(氯甲基)環(huán)丙烷(V-6)在內(nèi)的其他阻燃劑，正處在歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估過程中。同時(shí)與某些阻燃協(xié)效劑如三氧化二銻(Sb2O3)也正處在歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估過程中。據(jù)專家介紹說，四溴雙酚A主要用在印刷電路板中，使用時(shí)四溴雙酚A完全反應(yīng)到環(huán)氧樹脂中，構(gòu)成了印刷電路板的基本材料。歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估的人類健康部分已經(jīng)得出結(jié)論，四溴雙酚A沒有顯見的風(fēng)險(xiǎn)，在任何情況下都不必采取風(fēng)險(xiǎn)降低措施；風(fēng)險(xiǎn)評估的環(huán)境部分尚在進(jìn)行，預(yù)計(jì)在2006年完成。歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估過程中，已經(jīng)考察了300多項(xiàng)針對四溴雙酚A的研究，更深入的研究正在進(jìn)行中。1

六溴環(huán)十二烷主要用于建筑工程中紡織材料背面涂層的聚苯乙烯隔熱板。歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估的人類健康與環(huán)境部分都還在進(jìn)行中。歐盟資助的內(nèi)分泌紊亂化學(xué)物質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A未引起擔(dān)憂。阻燃劑對內(nèi)分泌影響的綜合風(fēng)險(xiǎn)評估項(xiàng)目結(jié)論也顯示六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A的一般健康與毒性參數(shù)(行為、生存、生長速度以及相關(guān)肝臟與生殖腺質(zhì)量等)未受到影響。正在進(jìn)行歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估的阻燃劑還有四種氯磷阻燃劑(TCEP、TCPP、TDCP和V-6)主要用于聚氨酯泡沫。針對TCEP的歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估已經(jīng)完成，有待公布；針對TCPP、TDCP以及V-6的風(fēng)險(xiǎn)評估人類健康與環(huán)境部分仍在進(jìn)行中。同時(shí)，也在進(jìn)行更多測試以及數(shù)據(jù)收集工作。其中一些風(fēng)險(xiǎn)評估有望在2006年完成，而其他評估則會(huì)在2007年完成。Sb2O3主要用作為鹵化阻燃劑或彈性體的一種增效劑。歐盟風(fēng)險(xiǎn)評估的人類健康與環(huán)境部分仍在進(jìn)行中。有關(guān)人類健康部分的新討論在2006年6月進(jìn)行，環(huán)境部分有望在年底前完成。1

組成在非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機(jī)阻燃劑復(fù)配使用，制成復(fù)合型磷/鎂、磷/鋁、磷/石墨等非鹵阻燃劑，可使用阻燃劑量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機(jī)械性能。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕，容易引起粉塵爆炸，運(yùn)輸困難，與高分子材料相溶性差等缺陷，應(yīng)用范圍受到了限制。為彌補(bǔ)這方面不足，以擴(kuò)大紅磷應(yīng)用范圍，我們采用了國外微膠囊包覆工藝，使之成為微膠囊化紅磷。微膠囊化紅磷除克服了紅磷固有的弊端外，并具有高效、低煙，在加工中不產(chǎn)生有毒氣體，其分散性、物理、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。2

尼龍聚酰胺俗稱尼龍（PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)（－NHCO－）的熱塑性樹脂總稱。尼龍因具有良好的力學(xué)性能、電性能、耐熱性、韌性、耐油性、耐磨性、自潤滑性、耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良性能，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。2

未經(jīng)改性的尼龍其阻燃性能較差，其垂直燃燒只能達(dá)到UL94 V-2級，氧指數(shù)為24左右，并且在燃燒過程中產(chǎn)生滴落，屬于易燃材料，在使用過程中極易引發(fā)火災(zāi)。尤其是在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，因尼龍而引發(fā)的火災(zāi)不計(jì)其數(shù)，造成損失較大，因此，對尼龍的阻燃改性成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注與攻關(guān)的課題。2

尼龍中應(yīng)用較廣的無鹵阻燃劑是紅磷和三聚氰胺鹽類。紅磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗電弧性，但其儲(chǔ)存及顏色方面的局限性大大限制了其在尼龍中的應(yīng)用，一般只應(yīng)用于尼龍6中。另一種在尼龍中使用的無鹵阻燃劑是三聚氰胺鹽，主要是三聚氰胺尿酸鹽和磷酸鹽。它們具有較好的阻燃效率，但熱穩(wěn)定性較差，且由于易吸潮而使得制品在潮濕環(huán)境下電性能較差。2

尼龍用無鹵阻燃劑：三聚氰胺尿酸鹽主要為MC

MC為具有油膩感的白色結(jié)晶粉末，是一種性能優(yōu)良的氮無鹵阻燃劑,同時(shí)也是塑料優(yōu)良的潤滑劑。與含鹵素阻燃劑相比，MC阻燃劑具有毒性低、阻燃效率高、適用性強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于聚酰胺及其橡膠制品的阻燃。MC尤其適合于尼龍6和尼龍66這兩種純尼龍使用，可使它們輕松達(dá)到UL 94 V-0級的阻燃效果，是PA尼龍最經(jīng)濟(jì)實(shí)用環(huán)保的阻燃劑首選2

|| || PA6無鹵阻燃劑-PA66無鹵阻燃劑建議配方

阻燃劑的標(biāo)準(zhǔn)判定阻燃劑的標(biāo)準(zhǔn)：3

a) 任何檢測試樣上經(jīng)點(diǎn)燃后不應(yīng)有燃燒蔓延至織物邊沿或是織物上端。

b) 任何檢測樣中經(jīng)點(diǎn)燃后不應(yīng)有破洞形成。

c) 任何檢測樣中經(jīng)點(diǎn)燃不應(yīng)有燃燒熔滴或是熔融物墜落。3

d) 延燃時(shí)間須小于等于2秒。

e) 陰燃時(shí)間須小于等于2秒。3

應(yīng)用范圍在防火與環(huán)保之間尋找平衡點(diǎn)，是未來阻燃產(chǎn)品發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)。阻燃劑在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性不容忽視，但隨著歐洲一系列環(huán)保政策出臺(tái)，其發(fā)展應(yīng)用不同程度地受到了限制。如何在保障人員和財(cái)產(chǎn)免受火災(zāi)威脅的同時(shí)，又能使阻燃劑對人體和環(huán)境存在的潛在危害降到最低，是國內(nèi)阻燃劑生產(chǎn)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)及下游電子電氣、建材、交通及家具等行業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。3

注意事項(xiàng)任何一種化學(xué)物質(zhì)對人體和環(huán)境都會(huì)有利有弊，如何趨利避害，關(guān)鍵在于如何管理和正確使用，對于阻燃劑的應(yīng)用更是這樣。我們應(yīng)該以風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論為基礎(chǔ)，本著科學(xué)的態(tài)度，讓阻燃劑在保障人類生命和財(cái)產(chǎn)安全中發(fā)揮應(yīng)有的作用。公安部2007年起施行——公共場所阻燃制品阻燃標(biāo)準(zhǔn)。由公安部制定的《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標(biāo)識》標(biāo)準(zhǔn)將于2007年初開始正式施行，其中對塑料制品阻燃性能提出了更高要求。該標(biāo)準(zhǔn)是公安部為了有效控制公共場所發(fā)生火災(zāi)時(shí)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失而制定的，由全國消防標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)防火材料分委員會(huì)歸口管理。該標(biāo)準(zhǔn)明確了公共場所用阻燃制品及組件的定義及分類、燃燒性能要求及標(biāo)識等內(nèi)容，規(guī)定了公共場所使用的建筑制品、鋪地材料、電線電纜、插座、開關(guān)、燈具、家電外殼等塑料制品以及座椅、沙發(fā)、床墊中使用的保溫隔熱層及泡沫塑料的燃燒性能，提出了相應(yīng)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)等級要求。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王沛 - 副教授、副研究員 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所