阻燃剂的市场现状
概括
跟着我国合成资料工业的发展和应用领域的不停拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装修、衣食住行等各个领域中拥有广阔的市场远景。别的,煤田、油田、丛林灭火等领域也促使了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于
增塑剂的第二大高分子资料改性增添剂,目前的生产能力
20 万 t/a 左右,年生产量在 15 万-17 万 t
之间,年花费量 20 万 t 左右。不足部分主要从美国和以色列入口,入口的主要品种为有机溴及卤 — 磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂 60 余家,能够生产 50 余种产品,主要为溴磷系列,此中溴系阻燃剂是最重要的系列,约占我国有机阻燃剂的 30%。 、
国内阻燃剂的品种和花费量仍是以有机阻燃剂为主, 无机阻燃剂生产和花费量还较少, 但近来几年来发展势头较好, 市场潜力较大。 阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂固然拥有其余阻燃剂系列无可比较
的高效性,可是它对环境和人的危害是不行忽略的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外向来在调整阻燃剂的产品构造,加大高效环保型阻燃剂的开发。
1.环保型阻燃剂应用和生产现状
跟着人们环保、安全、健康意识的日趋增强,世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的要点,并已经获得了必定的成就。阻燃剂按有效元素分类,可分为磷系、氯系、溴系和锑基、
铝基、硼基阻燃剂等。本文依据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤 — 磷共同阻燃剂及其余阻燃剂四个种类,分别介绍此中几种环保且拥有应用远景的阻燃剂。
1.1 无卤阻燃剂
无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂向来是人们追求的目标,近来几年来全世界一些阻燃剂供给和应用
商对阻燃无卤化表现出较高热忱,对无卤阻燃剂及阻燃资料的开发也投入了很大的力量。据剖析,
无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。 前者主要包含红磷阻燃剂, 无机磷系的聚磷酸铵
(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等,有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包含氢氧化镁、
氢氧化铝、改性资料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场远景较好的代表产品,
以下就这两种产品睁开剖析。
1.1.1 聚磷酸铵
聚磷酸铵 (ammoniumpolyphosphate,简称为 APP)是长链状含磷、 氮的无机聚合物, 其分子通式
为: (NH4P03)n。因为其拥有化学稳固性好、吸湿性小、分别性优秀、比重小、毒性低等长处,近
年来宽泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃办理剂;还可用于配制膨胀性防火涂料,用于船舶、火车、
电缆及高层建筑的防火办理;也用于生产干粉灭火剂,用于煤田、油井、丛林大面积灭火;别的,
还可作肥料用。聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产质量量的要点,聚合度越高,阻燃防火效
果越好。国内已经有聚合度超出 100 的产品,而外国 APP(聚磷酸铵 )的聚合度在 500 以上已经是常有。
国内聚磷酸铵研制始于 1978 年,经过 20 多年的发展,我国聚磷酸铵生产已拥有必定的基础,基本
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上适应了国内市场的需要。 2005 年我国聚磷酸铵产量超出
2 万 t,除知足国内需求外还有少许出口。
我国聚磷酸铵生产能力主要集中于西南、华东和中南地域,以西南地域产量最大,其次为华东和中
南地域。华北 ÷东北、西北等地域极罕有聚磷酸铵生产。国内聚磷酸铵生产装置规模较小,最大生
产厂是贵州遵义县鑫源磷化有限责任企业和什邡市长丰化工有限企业,
装置规模皆为 3000t/a,荣泰
装置规模也已达到 3000t/a。其次是上海新华阻燃剂总厂,生产规模为 2000t/a。一般装置规模为400-1000t/a,最小生产规模仅 300t/a。跟着聚磷酸铵花费市场的不停扩大,其产量将连续增添。
1.1.2 水滑石
在无机阻燃剂的应用中, 阴离子型层状功能资料作为阻燃剂的发展快速。
它是一类拥有特别结
构的无机化合物 M2+为二价离子,一般为镁, M3+为三价金属离子, An-为阴离子。这种资料简称 为水滑石 (LDHs) 。因为水滑石独到的层状构造及层板构成和层间阴离子的可调变性,
使其作为无机
功能资料在催化、离子互换、吸附、医药等领域都获得了宽泛的应用。作为无卤高抑烟阻燃剂,水 滑石可宽泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。我国镁质阴离子层状功能资料的发展起步于
20 世纪
90 年月后期,固然发展历史较短,但发展快速。
1999 年,北京化工大学与宜兴助剂化工厂合作,
在江苏宜兴建成了 500t/a 的水滑石的生产线,成为国内第一家水滑石的生产厂,并形成了自主知识 产权的全套生产技术。在此基础上,
2000 年,依靠我国优势的大海化工卤水资源,在大连成立了
1000t/a 水滑石的生产线, 为进一步建设更大规模的生产装置确立了基础。 从我国镁资源的现状及新
型阻燃剂市场的急迫需乞降巨大潜力, 不难判断我国镁质阴离子层状功能资料快速发展的机遇已经
成熟。此后 5 年内,我国镁质阴离子层状功能资料作为溴系阻燃剂的代替品将进入发展的顶峰期。
1.2 溴系阻燃剂
溴系阻燃剂的生产和使用已有
30 多年的历史, 目前生产的溴系阻燃剂约有 70 多种,此中最重
要的是十溴二苯醚 (DBDPO) 、四溴双酚 A(TBBPA) 和六溴环十二烷 (HBCD) 等。前二者的产量占溴 系阻燃剂的 50%左右。一些传统的溴系阻燃剂因为遇到日趋严格环保要求的压力,
迫使用户找寻溴
阻燃剂的代用品,同时促使了新阻燃系统的问世。多溴二苯醚等传统溴系阻燃剂市场的萎缩,为溴
化环氧树脂、十溴二苯乙烷等环境友善型溴系阻燃剂产品供给了市场空间。
1.2.1 十溴二苯乙烷
十溴二苯乙烷 (DBPE)由美国 Albermale 企业领先开发,其相对分子质量、热稳固性和溴含量与
DBDPO 相当,但不属于多溴二苯醚系统的阻燃剂,在焚烧过程中不产生多溴苯对位二嗯英
(PBDD)
和多溴二苯呋喃 (PBDF),同时也切合德国相关二嚅英的条令和美国环保局的规定。
并且十溴二苯乙
烷的耐热性、耐光性和不易渗析性等特色都优于十溴二苯醚。其阻燃的塑料能够回收使用,这是众
多溴系阻燃剂所不具备的特色。 目前该产品已在多种工程塑料, 如 ABS 、PBT、PA 和 HIPS 中应用,
成效优秀。
我国十溴二苯乙烷生产技术已于
2004 年末工业规模试验成功, 2005 年开始投于市场。主要生
产厂家有山东卫东化工有限企业 (5000t/a)、山东潍坊大成盐化企业、寿光市大海化工有限企业、江
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苏双菱化工企业有限企业、济南泰星精美化工有限企业、苏州市晶华化工有限企业、莱州市莱玉化
工有限企业等,共计生产能力约
11000t/a。十溴二苯乙烷以其优秀的性能和特征,在国内外阻燃剂
市场上皆拥有广阔的远景。
1.2.2 溴化环氧树脂
溴化环氧树脂因为拥有优秀的熔流速率、较高的阻燃效率、优秀的热稳固性和光稳固性,又能
使被阻燃资料拥有优秀的物理机械性能、不起霜,进而被宽泛地应用于
PBT、PET、ABS 、尼龙 -66
等工程塑料、热塑性塑料以及 PC/ABS 塑料合金的阻燃办理中。溴化环氧树脂按相对分子质量分为
低、中、高三大类,按端基构造又可分为
EP 型、 EC 型,可分别应用于不一样的塑料资猜中。
近来几年来,我国溴化环氧树脂发展快速,特别改变了含溴量低、相对分子质量小,只好用作绝缘
灌封资料等弊端。 目前我国溴化环氧树脂技术可依据阻燃办理高聚物的相对分子质量,
生产与之相
般配的产品, 以达到最正确阻燃成效和优秀的阻燃性能。 主要生产厂家有东营广饶海丰盐化有限企业 (1000t/a)、济南泰星精美化工有限企业、莱州市莱玉化工有限企业等,共计生产能力约为
3500t/a。
在溴系阻燃剂中,溴化环氧树脂作为一种新式阻燃剂已开始在国内外市场上日趋遇到重视。
1.2.3 溴化聚苯乙烯
溴化聚苯乙烯 (简称 BPS)是一种溴系有机阻燃剂,拥有高阻燃性、热稳固性及光稳固性等优秀
的机械物理和化学性质,宽泛应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼
龙 -66 等工程塑料。主要生产厂有山东东营万达企业股份有限企业、 山东寿光市大海化工有限企业、江苏张家港市信谊化工有限企业等, 共计生产能力约 1000t/a,基本没有形成工业化规模的生产。 跟着国内工程塑料行业的快速发展,对溴化聚苯乙烯的需求将大大增添,市场远景广阔。
1.3 卤— 磷阻燃剂
这种阻燃剂的特色是:分子中同时兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面相互起共同增效作用;分子中的溴含量较低,焚烧过程陪伴较少的发烟量,有害性的气体挥发物较少;必定程
度的溴含量可改良一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、 抗迁徙性差和抗热老化性欠佳的弊端。 主要产品品种包含二溴辛戊二醇 (DBNPG) 、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺盐类等。 卤—磷系阻燃剂经过利用不一样的作用机理,相互增补,达到共同增效的结果。
1.4 其余
在近来几年,国际市场有许多新的阻燃剂或阻燃系统问世。如德国
Clariant 企业开发了两种以
次膦酸盐为基的阻燃剂, 牌号为 ExolitOP1311 和 ExolitOP1312M1 ,工业规模的生产于 2004 年末开始。美国大湖 (GreatLake)企业于 2001 年推出的 Reogard1000膨胀型阻燃剂, DSM 企业推出的新式三聚氰胺磷酸盐阻燃剂,死海溴化物企业的 Safron 系列,瑞士汽巴 (Ciba)企业的 FlamestabNORll6
及 Tin2uviFR 等。这种产品国内还没有有工业生产。
综上所述,我国环保型阻燃剂虽有必定量的生产,但还没有形成规模,在阻燃剂产品中所占的比
例较小 (见表 1)。我国阻燃剂发展应定位于环保、高效性的品种,加大新式环保阻燃剂的研发,通
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过产品构造调整,扩大环保型阻燃剂所占的比率,才能在将来竞争中立于不败之地。
2.环保型阻燃剂远景剖析
2004 年,全世界塑料产量达到
2.10 亿 t,2005 年在 2.1 亿-2.2 亿 to 亚洲塑料产量在各大洲中增添
速度最高。目前,全世界塑料年产量超出 1000 万 t 的国家有 5 个,即中国、美国、德国、日本和韩 国。阻燃塑猜中阻燃剂用量一般在
8%左右,可见全世界对阻燃剂的需求量是惊人的。我国塑料产量
2005 年产量为 2200 万 to2003 年,美国、
增添十分快速,是继美国以后的世界第二大塑料花费国,
西欧及亚洲三大阻燃剂市场的销售量为
132 万 -135 万 t, 2005 年估计 140 万 -145 万 t。 1998—2005
年销售量的年均匀增添率为 3%左右。 2005 年美国阻燃剂总用量 57 万-58 万 t,近 10 年来年均匀增添率为 2.8%-3.6%。所以,国内外阻燃剂整体市场远景较好。
因为溴系列阻燃剂为阻燃领域传统品种, 地位明显以及历史背景和性能价钱优势, 只管对溴系阻燃剂存在争辩,但这种争辩要形成全世界的共鸣或许形成政府的禁令,唯恐还需要一段时间,国内
外科研人员依旧对溴系阻燃剂的新产品研制充满热忱。 所以,传统溴系阻燃剂在一准时间内仍旧拥有必定空间,更多更好新式绿色环保型溴系阻燃剂将不停出现,以适应市场需求。
因为无机阻燃剂需要增添的量很大、 必然对高聚物的物理机械性能产生特别大的影响、 这就要求对无机阻燃剂作出办理。可是,跟着人们对环境愈来愈重视,无卤阻燃将会成为第一选择,特别
是一些拥有优秀分别性和特别性能的新式无机阻燃剂或共同阻燃剂将拥有优秀的发展远景和市场空间。
3.结束语
我国的阻燃行业处在一个生产构造重组和转型期间, 一部分阻燃剂会退出历史舞台; 另一部分代替品将问世。溴系阻燃剂仍将在十数年内大规模使用,但跟着环保压力增大,新式绿色环保阻燃剂必
将成为此后研究开发的热门, 并且跟着下游市场需求的增添。 我国阻燃剂行业将会迎来一个繁华发展的期间。
卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷切合型膨胀阻燃剂、无机阻燃剂等各自合用的环境与工艺加工的优弊端
常用的卤素阻燃剂主要包含含氯原子的如得克隆、 氯化白腊、CPE 等和含溴原子的十溴二苯醚、
十溴二苯乙烷、四溴双酚 A、 HBCD 、八溴醚、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等等。
磷系阻燃剂常用的有:包覆红磷、 APP 和一些磷酸酯类兼阻燃增塑剂的阻燃剂。
氮磷切合型阻燃剂也是目前市场追赶的热门,包含三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵(
APP)等
构成的膨胀型阻燃剂。
无机阻燃剂品种也好多, 市场常用的真实能够单独起到阻燃剂作用的主假如氢氧化镁、
氢氧化
铝、硼酸锌等,其余诸如,三氧化二锑、水镁石系列,还有有机土等最多只好算是阻燃协效剂,他 们的作用主要在于帮助其余有机阻燃剂共同阻燃,使得其余阻燃剂的阻燃效率得以提升。
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就市场应用状况和不一样阻燃剂的自己和被阻燃资料的特色来看, 在热塑性树脂中目前应用成效最好、应用量最大的当属含卤素的阻燃剂, 此中溴系列阻燃剂, 特别以十溴二苯醚等应用最为宽泛,因为欧洲市场出台了环保性指令 —— RoHS,使得十溴二苯醚的生命周在即乎终结,取而代之美国
大湖企业开发了与十溴二苯醚溴含量和热稳固性, 分子构造也相像的十溴二苯乙烷阻燃剂,
十溴二
苯乙烷焚烧不产生致癌物质 “二恶英 ”而阻燃效率和合用的树脂和工艺又和十溴二苯醚几乎同样, 加 之原料易得,成本上具备了其余阻燃剂所不具备的优势,因此得以宽泛快速推行,大湖企业在世界
除我国之外的市场都注册了专利,所以惟独我国能够
“冠冕堂皇 ”的生产十溴二苯乙烷,不过出口受
到一些阻挡。
就应用过程的详细领会来看, 十溴二苯乙烷为代表的溴系列阻燃剂在热塑性树脂中具备阻燃效
率高,制得的资料力学性能好,生产工艺要求不复杂、简单加工,与塑料等树脂相容性比较好,可
以相对简单的经过增添阻燃剂熔融共混制造出阻燃性能很好, 并且资料性能不发生太多改变的阻燃资料。别的,溴系列阻燃剂最大的优势还在于其很高的性价比和可回收利用性以及长效的阻燃性。对比之下其更合适电器、汽车、室内装修品等高档资料的阻燃。
自然溴系列阻燃剂也拥有其自己的短处,比方焚烧时冒黑烟、有必定的腐化性、甚至有些产品还拥有毒性等等,可是在目前的工艺条件和技术条件下,其仍旧是大多数市场,特别工程塑料和通用塑料等热塑性树脂加工商乐于采纳的产品。
磷系列阻燃剂中可能红磷的阻燃成效最好、 阻燃效率也最高、 因为红磷理论来说是完整的磷单质,磷含量可达 100%,固然包覆后磷含量有所降落,可是仍是远远高于其余磷的化合物,加之包覆后的红磷吸潮性和加工热稳固性与储存、 运输上的更为便利, 所以红磷目前成为磷系列阻燃剂中
才热塑性资猜中使用最为宽泛的, 可是其短处第一表此刻颜色一定为红色或许配合黑色, 这个就极大的限制了其在好多资猜中的应用,此外,红磷固然经过包覆,可是限于工艺和原料的各种原由,在使用过程中仍是可能会不行防止的引起 “火灾 ”,更为严重的是红磷的加工特征比较差,与树脂的
相容性也不太好、加工制作的资料力学性能很差,再加之生产过程中的 “恶臭 ”的滋味使得其很难在高档资猜中得以推行。
磷系阻燃剂中此外一个应用许多的阻燃剂
—— APP,聚磷酸铵。聚磷酸铵固然磷含量也很高,
APP 包含高聚合
并且表现为白色,原理上能够为塑料等资料的上佳阻燃剂,惋惜的是目前市售的
度的也没有完整战胜其简单吸潮、 不耐高温的恶疾, 固然好多人采纳了诸如包覆技术等方法对其改
性后应用作为膨胀型阻燃剂的一些成分, 可是惋惜的是即便应用在聚烯烃等加工温度比较低, 工艺比较简单的资猜中,也经常会在资料的可回收和耐候性上边出问题,所以其应用其实不是很宽泛。
磷系列阻燃剂中还有包含磷酸酯等即阻燃又增塑的阻燃剂,
可是这种阻燃剂主要的应用对象是
常温下为液体, 添
PVC 等加工温度很低的资料, 因为一般的磷酸酯系列磷阻燃剂耐高温特征很差,
加不方便还简单析出资料表面,甚至有些还会在加工的过程中开释有毒气体,鉴于此,此类阻燃剂 极少被应用与工程塑胶等高端阻燃资猜中。
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阻燃剂市场现状
目前市场很热中的阻燃剂或许当属膨胀型无卤阻燃剂, 他们最基本的组合包含聚磷酸铵、 三聚氰胺、季戊四醇等能够提升碳源、酸源,也可产生膨胀的资料,膨胀型无卤阻燃剂,焚烧烟雾少,
一般不产生有毒气体,加工时也不会腐化设施, 并且因为膨胀的作用制作的阻燃资料常常不焚烧时常常不产生低沉物, 这个特别关于聚烯烃类焚烧简单产生低沉物的树脂特别合用。 能够是资料更简单经过 UL-94V0 阻燃等级。可是遗憾的是在目前制造的膨胀型阻燃剂中极罕有像理论想象的那样,正如上节所述,加工困难,不耐迁徙、简单析出资料表面,易吸潮、水解,加工过程中简单膨胀和产生气泡,回收利用困难,耐候性差等等一系列问题都成为困扰其应用的原由。
无机阻燃剂产品比较成熟,比方:三氧化二锑,氢氧化镁等,价钱有些也相对便宜,像氢氧化
镁、氢氧化铝等不只价钱便宜并且阻燃资料焚烧不产生好多烟雾,
开释物主要为水和二氧化碳等不
会对环境造成很大损害的物质,所以属于绿色环保型产品,可是,这种阻燃剂致命弊端是阻燃效能 低下,需要很高的增添量才能够使得资料阻燃, 并且无机阻燃剂有有机物热塑性树脂的相容性很差,在树脂中不简单分别,即便分别,亲和力也不好,所以制造的资料常常拥有让人难以接受的力学性能,或是大大的降低了资料的抗冲击性能,或是资料的柔韧性丧失,各种原由致使了其应用的限制性,所以常常被对资料力学性能要求不高的场合所采纳。
自然,无机阻燃剂中像三氧化二锑、硼酸锌等也经常被作为阻燃资料应用,可是他们的阻燃功能主要表此刻辅助其余卤系等阻燃剂的阻燃,自己阻燃功能很低,或许几乎没有。
外国也开发出好多种包含含卤和无卤的环保型阻燃剂, 它们好多也对相应资料有着比较高的阻燃效能,并且能够制造卖力学性能很好、外观也很好的阻燃资料,可是或许是因为价钱和技术等方面的原由,目前在我国的推行其实不是很好。
作为性能优秀的阻燃剂,一般认为:
有着较高的阻燃效率,能够轻松的使得所阻燃的资料达到应有的阻燃等级;
对资料的物理性能影响较小,使用后制造的阻燃资料物理性能不该当发生太大改变;与资料的相容性好,能够在所阻燃的资猜中均匀分别,并有着较好的亲和力;加工工艺可行,应用传统的工艺能够使用;
能够蒙受的价钱,有较高的性价比,制的得阻燃资料成本能够被市场所接受;环保,无毒性,无有害物质开释;
阻燃剂工业的发展
阻燃剂的生产和应用在经历了
20 世纪八十年月初的蓬勃发展后,已进入稳步发展阶段。跟着中国
合成资料工业的发展和应用领域的不停拓展, 阻燃剂在化学建材, 电子电器,交通运输,航天航空,日用家具,室内装修,衣食住行等各个领域中拥有广阔的市场远景。别的,煤田、油田、丛林灭火
等领域也促使了中国阻燃、 灭火剂生产较快的发展。 中国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子资料改性增添剂。
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阻燃剂市场现状
近几年,中国阻燃剂的生产和花费局势连续发展,
2002~ 2004 年年均花费增添率超出 20%。
从 2002 年开始,国内阻燃剂花费量急剧上涨,增添的市场份额主要根源于两个方面:电子电器和汽车市场。
国内阻燃剂的品种和花费量仍是以有机阻燃剂为主, 无机阻燃剂生产和花费量还较少, 但近来几年来发展势头较好, 市场潜力较大。 阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂固然拥有其余阻燃剂系列无可比较
的高效性,可是它对环境和人的危害是不行忽略的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外向来在调整阻燃剂的产品构造,加大高效环保型阻燃剂的开发。
目前中国发展低烟无毒的无机阻燃剂火烧眉毛。 氢氧化镁作为无卤环保阻燃剂拥有广阔的应用远景,但目前国内生产的氢氧化镁阻燃剂与外国先进产品对比,存在阻燃效率低、需要高填补量、
易聚会、影响基体资料的力学性能等不足, 需要行业加大技术攻关力度, 降低生产成本和产品价钱。
2005 年全世界阻燃剂花费量约 130 万吨,估计 2010 年前将保持 3.5%的年均增速。 2005 年全世界阻燃剂销售额约 35 亿美元,估计 2010 年将增至 46 亿美元,年均增速为 5.6%。
2007 年中国阻燃剂产品中,氯系阻燃剂占 84%,而低烟无毒的无机阻燃剂产品只占总量的
8%
左右。建筑用阻燃资料剂在中国拥有极大的潜伏市场,目前中国阻燃剂品种,用量与发达国家存在
较大差距。 跟着国家对阻燃技术要求力度的增强, 中国低烟无毒阻燃剂开发和发展将出现更好的广
阔远景。
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