新型无机阻燃剂的发展近况

      阻燃剂是塑料加工的重要助剂之一，它可以使塑料具有难燃性、自熄性和消烟性，从而提高塑料产品的安全性能。就产量和用量来看，目前阻燃剂已成为仅次于增塑剂的塑料助剂，阻燃剂消费量已超过100万吨。
    氢氧化铝阻燃剂(ATH)
    氢氧化铝 (简称ATH) 阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，而且价格低廉，来源广泛。氢氧化铝的脱水吸热温度较低，约为235~350℃,因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著。ATH在添加量为40％时，可显著减缓PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙稀)及ABS(丙稀腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的热分解温度，具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。添加50%的氢氧化铝的聚烯烃，在日本主要用于制作食品包装材料，添加60％氢氧化铝的阻燃聚烯烃可用作建筑材料及汽车、船舶的内部装饰材料。
    普通氢氧化铝阻燃剂主要问题是所需填充量大，否则就无良好的阻燃效果，但填充量大必然导致树脂混炼和成型时物料的流动性差，影响材料的加工性能和机械性能。Alcoa公司开发出了新型的超细氢氧化铝阻燃剂，其粒径小至0.2～0.5mm，这种产品与普通型号氢氧化铝的阻燃效果相同，添加量却可大大减少，因此不会影响塑料产品的其它性能。氢氧化铝颗粒经表面处理后还可以改善与树脂的相容性，例如Solem公司的Zerogen 15阻燃剂可很好地分散在树脂中，同时耐热温度也提高至330℃，因而适用于PE、PP、EVA(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)及加工温度高的工程塑料PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和PA(尼龙)。
    氢氧化镁阻燃剂（MDH）
    氢氧化镁(简称MDH)阻燃剂具有良好的阻燃效果，同时还能够减少塑料燃烧时的发烟量，起到抑烟剂的作用。氢氧化镁还具有安全无毒，高温加工时热稳定性好等优点。氢氧化镁填充的塑料材料表面光洁明亮，色泽美观大方。将氢氧化镁阻燃剂用于PP塑料，添加量为50％时即具有良好的阻燃效果。在适量添加时，氢氧化镁还是PP材料的高效消烟填料。但是氢氧化镁分解温度较高，在340~490℃左右，吸热量也较小，因此对抑制材料温度上升的性能比氢氧化铝差，对聚合物的炭化阻燃作用却优于氢氧化铝。因此两者复合使用，互为补充，其阻燃效果比单独使用更好。
氢氧化镁阻燃剂同样有所需填充量大的缺点，大量的氢氧化镁阻燃剂会降低塑料制品的强度以及其他性能。其次氢氧化镁的耐酸性差，在酸中会很快溶解，也容易受乳酸影响而使制品表面留下指纹。
    目前已经采用超细化技术，表面处理等技术改善了氢氧化镁阻燃剂的性能，开发出一系列优质高效的新产品。如Norton Thiokal 公司对氢氧化镁表面处理后，解决了耐酸性差的问题，还提高了阻燃剂在树脂中的分散性能，此种产品填充50％－60％作为阻燃剂时，对塑料产品的流变性的影响仍然很小；Ventron公司开发了低粉尘，细颗粒级的氢氧化镁，此种产品提高了氢氧化镁阻燃剂的使用效率，同等阻燃效果时的填充量可有效降低。
    红磷阻燃剂
    红磷是一种很好的无机阻燃剂，同时还是氢氧化铝/氢氧化镁阻燃体系中常见的阻燃增效剂。红磷的阻燃效率高、用量少、发烟量低、毒性小，具有非常广范的使用范围。尤其对含氧聚合物的阻燃效果好，对PE、PP塑料的阻燃效果稍差，但与氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂同时使用时，可以产生协同效应而起到良好的阻燃效果。
普通红磷阻燃剂有吸潮、易着色、摩擦碰撞时易爆炸的缺点，目前已经开发出颗粒用微胶囊包覆的红磷阻燃剂，它是在红磷微粒外包覆一层膜而使之成为胶囊，这种胶囊在加工时不会破裂，但塑料材料着火时，这层膜却能立即融解而释放出阻燃剂从而达到阻燃的目的。因此新型红磷阻燃剂克服了以上几种缺点，并且其阻燃效果与普通红磷阻燃剂基本相同。微胶囊包覆方法还提高了红磷在树脂中的分散性能。这类产品的代表有Albright ＆Wilson公司的AMGARD CPS、AMGARD CRP系列，日本的RINKA系列等。国内马鞍山高新化学制剂厂已建成年产200吨/年的超细微胶囊化红磷阻燃剂生产线，产品粒径在12.5mm以下，阻燃效率高，粉尘含量少，无燃烧爆炸危险，产品还易分散在物料中。
    塑料阻燃剂的发展趋势
    不使用含氯、溴等卤素的阻燃剂
    由于卤素阻燃剂在燃烧时释放出大量的烟和有毒气体，发达对其使用已经作出了严格的规定。随着生活水平的提高，人们对安全以及环保的要求也相应地提高，国内已有学者呼吁按照我国实际情况制定阻燃剂使用及阻燃效果测试的标准，因此国内塑料企业应尽早在出台相应规定以前做好准备。另外进入贸易组织后，塑料行业的各种规定也应当迅速与国际接轨，只有这样，我国的产品才能在其它，尤其是发达得到承认。
    使用具有抑烟效果的阻燃剂
    发烟是聚合物燃烧的基本特征，烟密度过大不仅降低环境能见度，给救灾带来种种不便，而且烟也是火灾时致命的因素，资料统计，火灾中80％的死亡是烟窒息所致。因此阻燃技术中“阻燃”和“抑烟”已相提并论。而且对某些类型的塑料材质，如PVC而言，抑烟比阻燃更为重要。将普通阻燃剂与钼化物复合使用，是解决消烟问题有效而经济的途径。例如Climax公司开发的Moly-FR-201阻燃剂是钼酸铵和氢氧化铝的复合物，在PVC材料中添加5～10份，发烟量即可以减少43％。
无机阻燃剂将在一定时期内快速发展并大量使用
    无机阻燃剂具有价格低廉，来源广泛，无毒、无腐蚀，在燃烧时不造成二次污染等优点。为了减少阻燃剂的有害副作用，各国都在集中力量研制高性能无机阻燃剂。微细化、表面改性、微胶囊化的无机阻燃剂必将成为塑料行业的新宠。
总之，塑料阻燃剂的发展趋势将是高效、抑烟性好、无毒廉价、对塑料制品使用性能影响小的阻燃剂，当前则应特别关注各种新型的无机阻燃剂。