我國環保型阻燃劑生產現狀及前景分析

中國產業信息網訊：

　　內容提示：隨著人們環保、安全、健康意識的日益增強，世界各國開始把環保型阻燃劑作為研究開發和應用的重點，并已經取得了一定的成果。無鹵阻燃將會成為第一選擇，尤其是一些具有優良分散性和特殊性能的新型無機阻燃劑或協同阻燃劑將具有良好的發展前景和市場空間。

　　隨著我國合成材料工業的發展和應用領域的不斷拓展，阻燃劑在化學建材、電子電器、交通運輸、航天航空、日用家具、室內裝飾、衣食住行等各個領域中具有廣闊的市場前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領域也促進了我國阻燃、滅火劑生產較快的發展。我國阻燃劑已發展成為僅次于增塑劑的第二大高分子材料改性添加劑，目前的生產能力20萬t/a左右，年生產量在15萬-17萬t之間，年消費量20萬t左右。不足部分主要從美國和以色列進口，進口的主要品種為有機溴及鹵—磷系阻燃劑。我國阻燃劑生產廠60余家，能夠生產50余種產品，主要為溴磷系列，其中溴系阻燃劑是最重要的系列，約占我國有機阻燃劑的30%。

　　國內阻燃劑的品種和消費量還是以有機阻燃劑為主，無機阻燃劑生產和消費量還較少，但近年來發展勢頭較好，市場潛力較大。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環境和人的危害是不可忽視的。環保問題是助劑開發和應用商關注的焦點，所以國內外一直在調整阻燃劑的產品結構，加大高效環保型阻燃劑的開發。

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　　1.環保型阻燃劑應用和生產現狀

　　隨著人們環保、安全、健康意識的日益增強，世界各國開始把環保型阻燃劑作為研究開發和應用的重點，并已經取得了一定的成果。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—磷協同阻燃劑及其他阻燃劑四個種類，分別介紹其中幾種環保且具有應用前景的阻燃劑。

　　1.1無鹵阻燃劑

　　無鹵、低煙、低毒的環保型阻燃劑一直是人們追求的目標，近年來全球一些阻燃劑供應和應用商對阻燃無鹵化表現出較高熱情，對無鹵阻燃劑及阻燃材料的開發也投入了很大的力量。據分析，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、水滑石為該系列環保型且市場前景較好的代表產品，以下就這兩種產品展開分析。

　　1.1.1聚磷酸銨

　　聚磷酸銨(ammoniumpolyphosphate，簡稱為APP)是長鏈狀含磷、氮的無機聚合物，其分子通式為：(NH4P03)n。由于其具有化學穩定性好、吸濕性小、分散性優良、比重小、毒性低等優點，近年來廣泛用于塑料、橡膠、纖維作阻燃處理劑；還可用于配制膨脹性防火涂料，用于船舶、火車、電纜及高層建筑的防火處理；也用于生產干粉滅火劑，用于煤田、油井、森林大面積滅火；此外，還可作肥料用。聚磷酸銨的聚合度是決定其作為阻燃劑產品質量的關鍵，聚合度越高，阻燃防火效果越好。國內已經有聚合度超過100的產品，而國外APP(聚磷酸銨)的聚合度在500以上已是常見。國內聚磷酸銨研制始于1978年，經過20多年的發展，我國聚磷酸銨生產已具有一定的基礎，基本上適應了國內市場的需要。

2005年我國聚磷酸銨產量超過2萬t，除滿足國內需求外還有少量出口。我國聚磷酸銨生產能力主要集中于西南、華東和中南地區，以西南地區產量最大，其次為華東和中南地區。華北÷東北、西北等地區很少有聚磷酸銨生產。國內聚磷酸銨生產裝置規模較小，最大生產廠是貴州遵義縣鑫源磷化有限責任公司和什邡市長豐化工有限公司，裝置規模皆為3000t/a，榮泰裝置規模也已達到3000t/a。其次是上海新華阻燃劑總廠，生產規模為2000t/a。一般裝置規模為400-1000t/a，最小生產規模僅300t/a。隨著聚磷酸銨消費市場的不斷擴大，其產量將繼續增加。
　　1.1.2水滑石

　　在無機阻燃劑的應用中，陰離子型層狀功能材料作為阻燃劑的發展迅速。它是一類具有特殊結構的無機化合物M2+為二價離子，一般為鎂，M3+為三價金屬離子，An-為陰離子。這種材料簡稱為水滑石(LDHs)。由于水滑石獨特的層狀結構及層板組成和層間陰離子的可調變性，使其作為無機功能材料在催化、離子交換、吸附、醫藥等領域都得到了廣泛的應用。作為無鹵高抑煙阻燃劑，水滑石可廣泛應用于塑料、橡膠、涂料等領域。我國鎂質陰離子層狀功能材料的發展起步于20世紀90年代后期，雖然發展歷史較短，但發展迅速。1999年，北京化工大學與宜興助劑化工廠合作，在江蘇宜興建成了500t/a的水滑石的生產線，成為國內第一家水滑石的生產廠，并形成了自主知識產權的全套生產技術。在此基礎上，2000年，依托我國優勢的海洋化工鹵水資源，在大連建立了1000t/a水滑石的生產線，為進一步建設更大規模的生產裝置奠定了基礎。從我國鎂資源的現狀及新型阻燃劑市場的迫切需求和巨大潛力，不難判斷我國鎂質陰離子層狀功能材料快速發展的時機已經成熟。今后5年內，我國鎂質陰離子層狀功能材料作為溴系阻燃劑的替代品將進入發展的高峰期。

　　1.2溴系阻燃劑

　　溴系阻燃劑的生產和使用已有30多年的歷史，目前生產的溴系阻燃劑約有70多種，其中最重要的是十溴二苯醚(DBDPO)、四溴雙酚A(TBBPA)和六溴環十二烷(HBCD)等。前兩者的產量占溴系阻燃劑的50%左右。一些傳統的溴系阻燃劑由于受到日益嚴格環保要求的壓力，迫使用戶尋找溴阻燃劑的代用品，同時促進了新阻燃體系的問世。多溴二苯醚等傳統溴系阻燃劑市場的萎縮，為溴化環氧樹脂、十溴二苯乙烷等環境友好型溴系阻燃劑產品提供了市場空間。

　　1.2.1十溴二苯乙烷

　　十溴二苯乙烷(DBPE)由美國Albermale公司率先開發，其相對分子質量、熱穩定性和溴含量與DBDPO相當，但不屬于多溴二苯醚系統的阻燃劑，在燃燒過程中不產生多溴苯對位二嗯英(PBDD)和多溴二苯呋喃(PBDF)，同時也符合德國有關二嚅英的條令和美國環保局的規定。而且十溴二苯乙烷的耐熱性、耐光性和不易滲析性等特點都優于十溴二苯醚。其阻燃的塑料可以回收使用，這是眾多溴系阻燃劑所不具備的特點。目前該產品已在多種工程塑料，如ABS、PBT、PA和HIPS中應用，效果良好。我國十溴二苯乙烷生產技術已于2004年底工業規模試驗成功，2005年開始投于市場。主要生產廠家有山東衛東化工有限公司(5000t/a)、山東濰坊大成鹽化公司、壽光市海洋化工有限公司、江蘇雙菱化工集團有限公司、濟南泰星精細化工有限公司、蘇州市晶華化工有限公司、萊州市萊玉化工有限公司等，合計生產能力約11000t/a。十溴二苯乙烷以其優良的性能和特性，在國內外阻燃劑市場上皆具有廣闊的前景。

　　1.2.2溴化環氧樹脂

　　溴化環氧樹脂由于具有優良的熔流速率、較高的阻燃效率、優異的熱穩定性和光穩定性，又能使被阻燃材料具有良好的物理機械性能、不起霜，從而被廣泛地應用于PBT、PET、ABS、尼龍-66等工程塑料、熱塑性塑料以及PC/ABS塑料合金的阻燃處理中。溴化環氧樹脂按相對分子質量分為低、中、高三大類，按端基結構又可分為EP型、EC型，可分別應用于不同的塑料材料中。近年來，我國溴化環氧樹脂發展迅速，尤其改變了含溴量低、相對分子質量小，只能用作絕緣灌封材料等缺點。目前我國溴化環氧樹脂技術可根據阻燃處理高聚物的相對分子質量，生產與之相匹配的產品，以達到最佳阻燃效果和優良的阻燃性能。主要生產廠家有東營廣饒海豐鹽化有限公司(1000t/a)、濟南泰星精細化工有限公司、萊州市萊玉化工有限公司等，合計生產能力約為3500t/a。在溴系阻燃劑中，溴化環氧樹脂作為一種新型阻燃劑已開始在國內外市場上日益受到重視。

　　1.2.3溴化聚苯乙烯

　　溴化聚苯乙烯(簡稱BPS)是一種溴系有機阻燃劑，具有高阻燃性、熱穩定性及光穩定性等良好的機械物理和化學性質，廣泛應用于聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龍-66等工程塑料。主要生產廠有山東東營萬達集團股份有限公司、山東壽光市海洋化工有限公司、江蘇張家港市信誼化工有限公司等，合計生產能力約1000t/a，基本沒有形成工業化規模的生產。隨著國內工程塑料行業的快速發展，對溴化聚苯乙烯的需求將大大增加，市場前景廣闊。

　　1.3鹵—磷阻燃劑

　　這類阻燃劑的特征是：分子中同時兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起協同增效作用；分子中的溴含量較低，燃燒過程伴隨較少的發煙量，有害性的氣體揮發物較少；一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯類阻燃劑揮發性大、抗遷移性差和抗熱老化性欠佳的缺點。主要產品品種包括二溴辛戊二醇(DBNPG)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺鹽類等。鹵—磷系阻燃劑通過利用不同的作用機理，互相補充，達到協同增效的結果。

　　1.4其它

　　在最近幾年，國際市場有不少新的阻燃劑或阻燃系統問世。如德國Clariant公司開發了兩種以次膦酸鹽為基的阻燃劑，牌號為ExolitOP1311和ExolitOP1312M1，工業規模的生產于2004年底開始。美國大湖(GreatLake)公司于2001年推出的Reogard1000膨脹型阻燃劑，DSM公司推出的新型三聚氰胺磷酸鹽阻燃劑，死海溴化物公司的Safron系列，瑞士汽巴(Ciba)公司的FlamestabNORll6及Tin2uviFR等。這類產品國內尚未有工業生產。綜上所述，我國環保型阻燃劑雖有一定量的生產，但尚未形成規模，在阻燃劑產品中所占的比例較小。我國阻燃劑發展應定位于環保、高效性的品種，加大新型環保阻燃劑的研發，通過產品結構調整，擴大環保型阻燃劑所占的比例，才能在未來競爭中立于不敗之地。

　　2.環保型阻燃劑前景分析

　　2004年，全球塑料產量達到2.10億t，2005年在2.1億-2.2億to亞洲塑料產量在各大洲中增長速度最高。

目前，全球塑料年產量超過1000萬t的國家有5個，即中國、美國、德國、日本和韓國。阻燃塑料中阻燃劑用量一般在8%左右，可見全球對阻燃劑的需求量是驚人的。我國塑料產量增長十分迅速，是繼美國之后的世界第二大塑料消費國，2005年產量為2200萬to2003年，美國、西歐及亞洲三大阻燃劑市場的銷售量為132萬-135萬t，2005年估計140萬-145萬t。1998—2005年銷售量的年平均增長率為3%左右。2005年美國阻燃劑總用量57萬-58萬t，近10年來年平均增長率為2.8%-3.6%。因此，國內外阻燃劑總體市場前景較好。
　　由于溴系列阻燃劑為阻燃領域傳統品種，地位顯著以及歷史背景和性能價格優勢，盡管對溴系阻燃劑存在爭論，但這種爭論要形成全球的共識或者形成政府的禁令，恐怕還需要一段時間，國內外科研人員依然對溴系阻燃劑的新產品研制充滿熱情。因此，傳統溴系阻燃劑在一定時間內仍然具有一定空間，更多更好新型綠色環保型溴系阻燃劑將不斷出現，以適應市場需求。

　　由于無機阻燃劑需要添加的量很大、勢必對高聚物的物理機械性能產生非常大的影響、這就要求對無機阻燃劑作出處理。但是，隨著人們對環境越來越重視，無鹵阻燃將會成為第一選擇，尤其是一些具有優良分散性和特殊性能的新型無機阻燃劑或協同阻燃劑將具有良好的發展前景和市場空間。

　　3.結束語

　　我國的阻燃行業處在一個生產結構重組和轉型時期，一部分阻燃劑會退出歷史舞臺；另一部分替代品將問世。溴系阻燃劑仍將在十數年內大規模使用，但隨著環保壓力增大，新型綠色環保阻燃劑必將成為今后研究開發的熱點，并且隨著下游市場需求的增加。我國阻燃劑行業將會迎來一個繁榮發展的時期。