为了达到预防和减少火灾损失的目的,世界各国对产品的燃烧性提出了越来越严格的要求,促进阻燃剂的品种和产量都迅速增加。70年代到80年代是世界主要的工业国家阻燃剂发展最快的一段时期,品种5年至10年就翻一番,从五十多种增加到一百多种,销售量年增长8%左右,八十年人口平均消费量已达五十公斤以上,最高近一百公斤。从而在塑料的所有助剂中阻燃剂跃居第二位,仅次于增塑剂。我国六十年代中期才开始研制并应用到工业上去的。1985 年我国才能生产四十多个品种,估计年产量仅在5000 吨左右,可见差距之大。
随着合成材料工业的发展,塑料、橡胶、涂料、纤维等已广泛应用于电子工业、交通运输、通讯电缆、建筑、家俱、以及人民生活衣着等各个领域。由于这些材料大多数是易燃的,燃烧后又不易扑灭,因此,往往会造成损失较大的火灾事故。这在塑料用量大的国家已成为严重的社会问题,我国也正在逐步显露出来。为了降低合成材料的易燃性、防止火灾事故,减少经济损失,最简单的方法是加入阻燃剂。
阻燃剂根据其在合成树脂中的形态分为反应型和添加型两类。所谓反应型就是将阻燃剂和被阻燃物(如聚酯的单体)按一定方式和比例混合,并使其发生化学反应,然后再配料加工成各种阻燃制品。而添加型,是阻燃剂和被阻燃物之间不发生化学反应,仅仅是一种单纯的混和与分散过程。根据添加形态,作为阻燃剂的化合物或复合物,首先应该满足以下四个基本条件:
(1)阻燃剂本身应该是不可燃的或难燃性的物质。
(2)阻燃剂对热和光的稳定性大,不易挥发和渗出,不易水解,阻燃性能持久。
(3)阻燃剂本身及其在燃烧条件下不释放有毒气体,无烟或少烟,无刺激性和腐蚀性
(4)阻燃剂在聚合物中应有较好的分散性,不会破坏或降低被阻燃物的物理特性。如纺织品的撕裂强度、色泽、手感等;涂料的成膜性;绝缘材料的电介性等。
要求同时满足所有基本条件目前还是不现实的,但我们的努力方向是满足越多越好。
按组成又可以将其分为有机和无机两类。添加有机阻燃剂,或以它为主体配制而成的难燃树脂单体,在成型加工时往往释放出有害气体、污染环境;在燃烧时会散发出浓烟和毒气,使能见度降低,人畜中毒或窒息,救护发生困难。加之有机原料来源不易,价格比较贵,故往往给应用和推广带来许多不利因素。七十年代末到八十年代初,国际上开展了对有机、无机阻燃剂同时并用以减少有机阻燃剂用量,或者以无机阻燃剂取代有机阻燃剂的研究工作,并取得了较大的进展。正好相反,和有机阻燃剂相比较,无机阻燃剂有如下优点:
(1)热稳定性好,不产生腐蚀性气体,公害少;
(2)毒性低,绝大多数的无机阻燃剂是无毒的;
(3)发烟量低,有些还是较好的消烟剂;
(4)不挥发,不析出,有持久的阻燃效果;
(5)原料来源广,价格低。
无机阻燃剂绝大部分是添加型阻燃剂,无机阻燃剂现已应用于聚酯、环氧树脂、纤维织品、聚丙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯、卤化聚酯、ABS 树脂、阻燃电线、电缆、木材、橡胶、油漆等。无机阻燃剂按添加量大小划分,可分为少量添加就起阻燃作用的阻燃剂,以及需要大量填充才起阻燃作用的阻燃填充剂。具体可以表示如下:
我国目前已生产和正在研制的无机阻燃剂约有二十多种,它们是三氧化二锑、胶体五氧化二锑、水合氧化铝、氢氧化镁、二氧化钼、二钼酸铵、三氧化钼、钼酸锌、八钼酸钙、钼酸钙、硼酸、硼砂、偏硼酸钡、氟硼酸钠、低水合硼酸锌、碳酸钙、碳酸锌、多聚磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸锌等。随着改革开放政策的推进,不仅国内更加需要阻燃制品,为了扩大出口,对产品的阻燃性能必然要作为重要指标。因此,研制更多更好的阻燃剂是我们不可推诿的光荣使命。