哪种是理想的环保阻燃剂？
国内阻燃剂的品种和消费仍以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂的生产和消费仍较少，但近年来发展势头良好，市场潜力很大。卤素阻燃剂是最常用的阻燃剂，具有其他阻燃剂无法比拟的效率，但其对环境和人的危害也不容忽视。环保是添加剂开发应用的重点，因此国内外调整了阻燃剂的产品结构，加大了高效环保阻燃剂的开发力度。
1.环保型阻燃剂的应用及生产现状
随着人们环保、安全、健康意识的日益增强，世界各国开始注重环保阻燃剂的研究、开发和应用，并取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素可分为磷系阻燃剂、氯系阻燃剂、溴系阻燃剂和锑系阻燃剂、铝基阻燃剂和硼系阻燃剂。本文根据有效阻燃元素将阻燃剂分为四大类:无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤磷协同阻燃剂和其他阻燃剂，并对其中几种分别进行了介绍。
1.1无卤阻燃剂
无卤、低烟、低毒的环保阻燃剂一直是人们追求的目标。近年来，一些全球阻燃剂供应商和用户对阻燃剂无卤化表现出很高的热情，也在无卤阻燃剂和阻燃材料的开发上投入了很大的精力。据分析，无卤阻燃剂的主要品种是磷系阻燃剂和无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂、无机磷聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等。、以及有机磷无卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝以及水滑石等改性材料。聚磷酸铵和水滑石是该系列的代表产品，具有良好的环保性和市场前景。以下是对这两款产品的分析。
1.1.1聚磷酸铵
聚磷酸铵(APP)是一种含磷和氮的长链无机聚合物，分子通式为:(NH4P03) N，由于其化学稳定性好、吸湿性低、分散性优异、比重小、毒性低，近年来被广泛用作塑料、橡胶和纤维的阻燃处理剂。还可用于制备膨胀型防火涂料，用于船舶、火车、电缆和高层建筑的防火处理；还用于生产干粉灭火剂，用于煤田、油井、森林的大面积灭火；此外，它还可以用作肥料。聚磷酸铵的聚合度是决定其阻燃产品质量的关键。聚合度越高，阻燃防火效果越好。国内已经有聚合度超过100的产品，但在国外APP(聚磷酸铵)聚合度超过500是常见的。我国聚磷酸铵的发展始于1978。经过20多年的发展，我国聚磷酸铵生产已有一定基础，基本满足国内市场需求。2005年，我国聚磷酸铵产量超过2万t，除满足国内需求外，少量出口。我国聚磷酸铵产能主要集中在西南、华东和中南地区，其中西南地区产量最大，华东和中南地区次之。华北、东北、西北地区聚磷酸铵产量很少。国内聚磷酸铵生产装置规模较小，最大的是贵州省遵义县鑫源磷化有限公司和什邡市长丰化工有限公司，装置规模为3000t/a，荣泰的装置规模已达3000t/a，其次是上海新华阻燃总厂，生产规模为2000 t/a..一般工厂规模为400-1000吨/年，最小生产规模只有300吨/年..随着聚磷酸铵消费市场的不断扩大，其产量将继续增加。
1.1.2水滑石
在无机阻燃剂的应用中，阴离子层状功能材料作为阻燃剂发展迅速。它是一种具有特殊结构的无机化合物。M2+是二价离子，一般是镁，M3+是三价金属离子，An-是阴离子。这种材料简称为水滑石(LDHs)。水滑石因其独特的层状结构、层状组成和可调的层间阴离子，已作为无机功能材料广泛应用于催化、离子交换、吸附、医药等领域。水滑石作为一种高抑烟无卤阻燃剂，可广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。我国镁阴离子层状功能材料的开发始于20世纪90年代末。发展历史虽短，但发展迅速。1999北京化工大学与宜兴助剂化工厂合作，在江苏宜兴建设500t/a水滑石生产线，成为国内第一家水滑石生产厂，形成了一整套具有自主知识产权的生产技术。在此基础上，2000年依托我国优势的海洋化工卤水资源，在大连建成1000t/a水滑石生产线，为进一步建设更大的生产装置奠定了基础。从我国镁资源的现状和新型阻燃剂市场的迫切需求和巨大潜力，不难判断我国镁阴离子层状功能材料快速发展的时机已经成熟。未来五年，我国镁阴离子层状功能材料作为溴系阻燃剂的替代品将进入发展高峰期。
1.2澳大利亚阻燃剂
基于溴的阻燃剂已经生产和使用了30多年。目前，大约有70种溴系阻燃剂，其中最重要的是十溴二苯醚、四溴双酚a和六溴环十二烷(HBCD)。前两种产品的产量约占溴系阻燃剂的50%。一些传统的溴系阻燃剂在日益严格的环保要求的压力下，迫使用户寻找溴系阻燃剂的替代品，促进了新型阻燃体系的问世。多溴二苯醚等传统溴化阻燃剂的市场萎缩，为溴化环氧树脂和十溴二苯乙烷等环境友好型溴化阻燃剂提供了市场空间。
1.2.1十溴二苯乙烷
十溴二苯乙烷(DBPE)最早由美国Albermale公司开发，其相对分子量、热稳定性和溴含量与DBDPO相似，但不是PBDEs的阻燃剂，燃烧时不产生PBDD和PBDF，也符合德国对二恶英的规定和美国环保局的规定。而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性、不渗析性都优于十溴二苯醚。其阻燃塑料可以回收利用，这是很多溴系阻燃剂不具备的特性。目前，该产品已在ABS、PBT、PA、HIPS等多种工程塑料中应用，效果良好。
我国十溴二苯乙烷生产技术于2004年底成功进行工业规模试验，并于2005年投入市场。主要生产企业有山东卫东化工有限公司(5000t/a)、山东潍坊大成盐化公司、寿光海洋化工有限公司、江苏双菱化工集团有限公司、济南泰兴精细化工有限公司、苏州京华化工有限公司、莱州莱宇化工有限公司等。总产能约为11000 t/a，十溴二苯乙烷因其优异的性能和特点，在国内外阻燃剂市场具有广阔的前景。
1.2.2溴化环氧树脂
溴化环氧树脂因其优异的熔体流动速率、高阻燃效率、优异的热稳定性和光稳定性以及阻燃材料良好的物理机械性能，广泛用于PBT、PET、ABS、尼龙-66、热塑性塑料和PC/ABS塑料合金等工程塑料的阻燃处理。溴化环氧树脂按相对分子量可分为低、中、高三类，按端基结构可分为EP型和EC型，分别用于不同的塑料材料中。
近年来，溴化环氧树脂在国内发展迅速，特别是溴含量低、分子量小的缺点，只能作为绝缘灌封材料。目前我国溴化环氧树脂技术可以根据阻燃聚合物的相对分子量生产匹配产品，从而达到最佳的阻燃效果和优异的阻燃性能。主要生产厂家有东营广饶海丰盐化工有限公司(1000t/a)、济南泰兴精细化工有限公司和莱州莱宇化工有限公司，总产能约3500t/a..在溴系阻燃剂中，溴化环氧树脂作为一种新型阻燃剂，越来越受到国内外市场的重视。
1.2.3溴化聚苯乙烯
溴化聚苯乙烯(BPS)是一种溴基有机阻燃剂，具有高阻燃性、热稳定性和光稳定性等良好的机械、物理和化学性能，广泛应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、尼龙-66等工程塑料中。主要生产厂有山东东营万达集团有限公司、山东寿光海洋化工有限公司、江苏张家港新艺化工有限公司等。，总产能约1，000t/a，基本未形成工业规模生产。随着国内工程塑料行业的快速发展，溴化聚苯乙烯的需求将大幅增加，市场前景广阔。
1.3卤磷阻燃剂
这类阻燃剂的特点是分子中同时含有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能上起到协同作用；分子中溴含量低，燃烧过程伴随着较少的烟雾和较少的有害气体挥发物；一定的溴含量可以改善一般磷酸盐阻燃剂挥发性高、耐迁移性差、耐热老化性差的缺点。主要产品包括二溴辛二醇(DBNPG)、二溴辛二醇磷酸酯和二溴辛二醇磷酸单氰胺盐。卤磷系阻燃剂通过使用不同的作用机理而相互补充，达到协同效应。
1.4其他
近年来，国际市场上出现了许多新型阻燃剂或阻燃体系。如德国Clariant公司开发了两种次膦酸基阻燃剂，品牌分别为ExolitOP1311和exolitop 1312m 1。2004年底开始工业化生产。美国GreatLake公司2001推出的Reogard1000膨胀型阻燃剂，DSM公司推出的新型三聚氰胺磷酸盐阻燃剂，死海溴化物公司的Safron系列，瑞士汽巴公司的FlamestabNORll6和Tin2uviFR等。中国没有这种产品的工业化生产。
综上所述，我国环保型阻燃剂虽有一定产量，但尚未形成规模，在阻燃产品中所占比例较小(见表1)。我国阻燃剂的发展应以环保高效品种为导向，加大新型环保阻燃剂的研发力度。只有调整产品结构，扩大环保阻燃剂的比例，才能在未来的竞争中立于不败之地。
2.环保型阻燃剂的前景分析
2004年全球塑料产量达到21亿t，2005年为21-22000万，为各大洲中增长率最高的。目前塑料年产量超过654.38+000000000 t的国家有五个，分别是中国、美国、德国、日本和韩国。阻燃塑料中阻燃剂的用量一般在8%左右，可见全球对阻燃剂的需求是惊人的。中国的塑料生产增长非常迅速，是仅次于美国的世界第二大塑料消费国。2005年产量2200万至2003年，美国、西欧、亚洲三大阻燃剂市场销量为654.38+0.32万-654.38+0.35万t，预计2005年为654.38+0.40万-654.38+0.45万t。从1998到2005年，销量年均增长率约为3%。2005年美国阻燃剂总消费量为57-58万t，在过去的10年中，未来一年的平均增长率为2.8%-3.6%。因此，阻燃剂在国内外的总体市场前景是好的。
溴系阻燃剂是阻燃剂领域的传统品种，具有重要的地位、历史背景和性能价格优势。虽然对溴系阻燃剂存在争论，但这种争论需要一段时间才能形成全球共识或政府禁令。国内外研究人员对溴系阻燃剂新产品的开发仍然充满热情。因此，传统的溴系阻燃剂在一定时期内仍有一定的空间，更多更好的新型环保溴系阻燃剂将不断出现以满足市场需求。
由于无机阻燃剂的大量使用，势必对聚合物的物理机械性能产生很大的影响，这就需要对无机阻燃剂进行处理。但随着人们对环境的日益重视，无卤阻燃剂将成为首选，特别是一些分散性优异、性能特殊的新型无机阻燃剂或协同阻燃剂将有很好的发展前景和市场空间。
3.结束语
中国阻燃行业正处于生产结构调整和转型时期。一些阻燃剂将退出历史舞台，而另一些将问世。溴系阻燃剂在十几年内仍将大规模使用，但随着环保压力的加大，新型绿色阻燃剂必将成为未来研发的重点，而随着下游市场需求的增加，我国阻燃剂行业将迎来繁荣发展期。
参考资料:
/gcxx/show_gcxx.jsp？邢蕾=scfx&id=5105