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從下游應(yīng)用來看,我國阻燃劑在塑料行業(yè)的使用比重在65%-70%,而根據(jù)塑料制品業(yè)規(guī)劃目標(biāo),“十二五”末塑料制品產(chǎn)量達到約10000萬噸,在2010年基礎(chǔ)上實現(xiàn)再翻一番的目標(biāo)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國阻燃劑行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告前瞻》分析,按阻燃劑塑料占塑料制品的20%和阻燃劑使用比例3%計算,預(yù)計“十二五”末我國塑料制品用阻燃劑市場規(guī)模將達60萬噸,阻燃劑整體市場規(guī)模達90萬噸左右。
從市場發(fā)展趨勢來看,2007-2011年我國阻燃劑年復(fù)合增長率達22%,個別年份的增長率更是高達40%以上;預(yù)計2012-2016年均增速保持在15%-20%之間,到2015年阻燃劑市場規(guī)模在85萬噸以上。
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纖維是否可以變軟和/或熔化(由表3中的物理轉(zhuǎn)化溫度所界定)決定著它是否具有熱塑性。熱塑性因其相關(guān)的物理變化,可嚴重影響阻燃劑的行為。傳統(tǒng)的熱塑性纖維(例如,聚酰胺、聚酯和聚丙烯)一收縮即可離開點燃火焰,從而避免被點燃:這使它們表面上顯現(xiàn)出阻燃性。事實上,如果收縮受阻,它們便會猛烈燃燒。這種所謂的支架效應(yīng)可在聚酯-棉以及類似的混紡織物上看到,即熔融聚合物熔化到非熱塑性棉上并被點燃。類似的效應(yīng)也可在由熱塑性和非熱塑性成分組成的復(fù)合紡織品上看到。
隨著上述效應(yīng)而來的是熔滴(通常是有焰熔滴)問題,這種滴淌雖可移除焰鋒的熱并促使火焰熄滅(因而可以'通過'垂直火焰試驗),但卻能使位于其下的表面(如地毯或皮膚)發(fā)生燃燒或二次點燃。
多數(shù)在批量生產(chǎn)期間或作為整理劑施用于傳統(tǒng)合成纖維上的阻燃劑通常都是通過增強熔融滴淌和/或促助有焰熔滴熄滅兩種方式發(fā)揮作用的。迄今為止,任何手段都不能降低熱塑性并大量促進成炭,經(jīng)阻燃處理的纖維素(包括粘膠纖維)的情況就是如此。
5.3 阻燃機理和成炭
按(d)和/或(e)方式在氣相起作用的阻燃劑都具有下述優(yōu)點,即它們會減小引燃傾向并有助于紡織品成纖聚合物的火焰熄滅。這是因為一旦熱降解產(chǎn)生的揮發(fā)產(chǎn)物或燃料在火焰中與氧發(fā)生氧化反應(yīng),其化學(xué)性質(zhì)就會變得非常類似。因此,像斷絕氧氣((e)方式)或生成干擾自由基((f)方式)這兩種方式無疑都能阻燃劑的效果。
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環(huán)保型阻燃劑應(yīng)用和生產(chǎn)現(xiàn)狀
隨著人們環(huán)保、安全、健康意識的日益增強,開始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開發(fā)和應(yīng)用的,并已經(jīng)取得了一定的成果。阻燃劑按有效元素分類,可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。本文根據(jù)阻燃有效元素將阻燃劑分為無鹵阻燃劑、溴系阻燃劑、鹵—磷協(xié)同阻燃劑及其他阻燃劑四個種類,分別介紹其中幾種環(huán)保且具有應(yīng)用前景的阻燃劑。
1.1無鹵阻燃劑
無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo),近年來全球一些阻燃劑供應(yīng)和應(yīng)用商對阻燃無鹵化表現(xiàn)出較高熱情,對無鹵阻燃劑及阻燃材料的開發(fā)也投入了很大的力量。據(jù)分析,無鹵阻燃劑主要品種為磷系阻燃劑及無機水合物。前者主要包括紅磷阻燃劑,無機磷系的聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等,有機磷系的非鹵磷酸酯等。后者主要包括氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性材料如水滑石等。聚磷酸銨、水滑石為該系列環(huán)保型且市場前景較好的代表產(chǎn)品,以下就這兩種產(chǎn)品展開分析。
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