浅析卤系阻燃剂在防火中的应用与发展

　　摘要：在建筑建设中防火材料的应用是一项关键步骤，针对传统防火材料的劣势，列举了卤系阻燃剂的应用与发展，探讨新型防火材料的优越性。

　　关键词：传统,阻燃剂,无卤化

　　0 前言

　　随着科学技术的发展，防火材料的研究与开发获得了前所未有的重视，每年都有新的防火材料研制成功。由于许多先进技术的应用，防火材料的研制有了较大的提高，特别是在绿色、新型及高科技含量防火材料方面有了长足的进步。

　　1 传统防火材料

　　1.1 防火板

　　防火板是目前市场上最为常用的材料，其优点是防火、防潮、耐磨、耐油、易清洗，主要用于建筑物出口通道、楼梯井和走廊等处的防火吊顶建设，能确保火灾时人员的安全疏散，并保护人们免受蔓延火势的侵袭。

　　1.2 防火木制窗框

　　防火木制窗框周围嵌有木制密封材料，遇热膨胀，能防止火焰从缝隙钻入。这种窗框用松木制成，四周粘贴用石墨制成的密封材料，以堵住细微缝隙，增加防火效果，在距离窗框1O厘米处，用喷火器对准该窗框，喷出温度高达800℃的火焰，历时20分钟，火焰也未能透过窗框。

　　1.3 防火玻璃

　　防火玻璃的主要优点是具有良好的透光性能和耐火、隔热、隔声性能，常见的防火玻璃主要包括3种：夹层复合防火玻璃、夹丝防火玻璃和中空防火玻璃。防火玻璃是金融保险、珠宝金行、图书档案、文物贵重物品收藏、财务结算等重要场所和商厦、宾馆、影院、医院、机场、计算机房、车站码头等公共建筑以及其他设有防火分隔要求的工业及民用建筑的防火门窗和防火隔墙等范围的理想防火材料。

　　1.4 防火涂料

　　防火涂料是一类特制的防火保护涂料，由氯化橡胶、石蜡和多种防火添加剂组成的溶剂型涂料，具有耐火性好的优点。防火涂料施涂于普通电线表面后，遇火能膨胀产生200毫米厚的泡沫，炭化成保护层，隔绝火源，因此，适用于发电厂、变电所等级较高的建筑物室内外电缆线的防火保护。

　　2 卤系阻燃剂

　　卤系阻燃剂作为有机阻燃剂中的一个重要品种,也是使用最早的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少、与合成材料的相容性和稳定性好，能保持阻燃剂制品原有的理化性能，是目前世界上产量和使用量最大的有机阻燃剂。但是国外现在正在调整卤系阻燃剂的用量，现在美国卤系阻燃剂的用量只占30%左右,西欧比此比例更低，日本略高，而在我国,阻燃剂仍以卤系阻燃剂为主，主要包含氯系和溴系，占整个阻燃剂体系的80%以上，其中氯系占69%，并有出口，溴系不足，每年需进口。

　　(1)氯系阻燃剂。我国阻燃产品以氯系阻燃剂为主,主要是因为氯系阻燃剂的价格便宜，其中又以氯含量高的氯化石蜡为主。但是它热稳定性差，仅适用于加工温度低于200℃的产品。

　　(2)溴系阻燃剂。溴系阻燃剂阻燃效率高，是氯系阻燃剂的两倍，因此相对用量少，又由于它与基体树脂互容性好，对材料的力学性能影响较小，并能降低燃烧气体中卤化氢的含量，在阻燃领域有其很高的地位。其中用量较大的有十溴联苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

　　3 卤系阻燃剂的应用状况

　　(1)有机阻燃剂每年全球总耗量为20～25万t，其中卤系阻燃剂因其用量少、阻燃效率高且适应性广，已发展成为阻燃剂市场的主流产品，在今后的相当长时间内仍会是阻燃剂的主力，毕竟在很多应用领域一时还很难找到适合的代用品。卤系阻燃剂生产商也已走止国际化，在欧美主要表现为重组合并或建立新的生产基地，提高其市场份额在亚洲则表现为扩大销售网络和增加地区合作伙伴，这主要是由于其在价格和隆能方面具有绝对的优势，卤系阻燃剂目前仍然占据塑料配方的主导地位，因此它还是有良好的市场前景。

　　(2)目前我国还在生产和使用的十溴二苯醚(DBDPE)因为致癌性问题长期为人争议，六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A(TBBA)、卤化石蜡等大量使用的低档阻燃剂，也不能满足一些高新技术行业所需阻燃工程塑料的需要，只能使最终产品占据低档阻燃尼龙市场。现在部分厂家开始使用溴代环氧齐聚物,而适用于阻燃工程塑料(PBT、PC)及其合金的磷系、磷—氮系、硅系及高性能卤系、氢氧化铝、氢氧化镁、膨胀型阻燃剂，尚未形成系列化的、可满足多种需要的产品并且档次不高，有的仍处于研发阶段。

　　因此我们应当加强新产品的研发工作，如开发在性能、价格及环保方面都可为用户接受的DBDPE的代用品(如对DBDPE控制其纯度，严格控制中低溴二苯醚的含量)、低渗出、与玻纤相容的改性聚合型阻燃剂、可用于聚烯烃及一些含氧工程塑料如(PC、PA、PBT及它们的合金等)使用的新型阻燃剂。

　　(3)磷—卤协同作用已为许多实验证实，磷一卤型有机磷系阻燃剂是各类阻燃剂中最复杂、也是研究较充分的一类，这类阻燃剂受热分解时能产生偏磷酸、三卤化磷和三卤氧磷等，它们相互作用，从而发挥凝聚相和气相阻燃作用。目前，这类阻燃剂很受重视，国内外销量一直呈递增趋势，但国内厂家多生产一些价格低廉的低相对分子质量、液态的三卤代烷芳基磷酸醋，它们易迁移、挥发性大、耐热性差、对树脂有塑化作用，劣化了制品物理性能，因而使用范围受到限制，应该加强该类阻燃产品的研发。

　　(4)卤系阻燃剂微胶囊化后可以提高阻燃剂的热分解温度和软化温度，消除异味，改善了阻燃材料的耐热性、耐侯性和抗迁移性，也是改善卤系阻燃剂性能的一个方法。

　　4 阻燃剂应对无卤化趋势

　　卤系阻燃剂的严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，可导致电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对环境的污染对人体呼吸道和其它器官的危害更大，可导致窒息从而威胁生命安全。近几年，美国、英国、挪威、溴大利亚已制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体进行规定，开发无卤阻燃剂、升级卤系阻燃剂，逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化，已是发展趋势之一。

　　(1)氯系阻燃剂。对于氯系阻燃剂而言，大力发展氯化脂环烃等热稳定性较高的氯系阻燃剂成为趋势,此系列产品主要有四氯邻苯二甲酸配、全氯戊环癸烷、六氯环戊二烯、苯基三氯化磷、苯氧氯化磷、氯桥酸配、四轻甲基氯化磷等。

　　(2)溴系阻燃剂。欧盟电子电机中危害物资禁用指令中决定在2006年7月1日全面禁止聚溴联苯及多溴二苯醚等溴系阻燃剂的使用。为了应对这一情况，提高溴系阻燃剂的环保性能，目前国际上溴系阻燃剂技术发展的方向是提高溴含量和增大分子量，这种大分子技术能够提高被阻燃基材的抗紫外线稳定性，减小烟、腐蚀性气体和有毒气体的释放量。如美国Ferro公司的PB-68主要成分为溴化聚苯乙烯，分子量15 000，含溴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醋，含溴量70.5%，分子量30 000-80 000。这些阻燃剂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。

　　(3)无卤阻燃剂。由于环保问题，卤系阻燃剂的使用受到了不同程度的限制，阻燃剂的无卤化正成为阻燃剂开发应用的主要趋势。无卤阻燃剂主要由有机含磷、氮、硅阻燃体系形成的高阻燃性、无熔滴行为，对长时间或重复暴露在火焰中有较好的抵抗性能的膨胀性阻燃剂以及无机阻燃体系，主要有金属氧化物、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、钥化物、二茂铁、磷系化合物红磷、磷酸醋、硅系化合物、金属硝酸盐硝酸铜、硝酸银、季戊四醇、聚磷酸钱等。

　　5 结束语

　　我国现有的阻燃剂结构有悖当今环保的要求，应尽快采取措施，发展低烟、低毒的环保型阻燃剂。包括减少卤系阻燃剂的用量，大力增加无机阻燃剂、有机磷系、磷一氮系、氮系阻燃剂的用量，开发高效多功能复合阻燃剂和无机环保阻燃剂，发展阻燃剂的微胶囊化技术、交联技术、直接生成阻燃单体技术、合理的表面处理技术。阻燃剂应具有能源消耗低、无害、难迁移、燃烧时释放出的有毒有害气体及烟尘量低、易回收、产品性价比优异的性能。目前我国正不断推进消防法规和标准的建设，始终坚持“ 防消结合、以防为主”的消防方针，在此基础上正努力发展评价阻燃剂的性能及使用的检测方法，相信卤系阻燃剂的发展及使用会为我们的消防事业及社会安全做出更大的贡献。

　　参考文献：

　　[1]王学谦.建筑防火手册[M].北京：中国建筑工业出版社.

　　[2]李利君.从消防展看我国防火材料发展趋势[J].消防技术与产品信息，2009，(6).

　　[3]霍曼琳.建筑材料学[M].重庆：重庆大学出版社.

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