卤素阻燃剂基本知识

根据许多科学研究显示，卤素系阻燃剂已经成为日常环境中到处扩散的污染物，且对于环境与人类的威胁日益升高。而制造、循环回收、或抛弃家电及其它消费性产品的行为，则是造成这些污染物释放到环境的主要途径。为保护环境，某些卤素系阻燃剂已经不能使用在电器产品和房屋建材的塑料材料部份(此泛指塑料的表面/外壳)。塑料材料中禁用卤素系阻燃剂的原因是此种阻燃剂无法回收使用，而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质，威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。如同其它有毒的重金属(如铅、镉、水银、六价铬等)，欧盟(EuropeanUnion)在欧盟电子电机中危害物资禁用(RestrictionoftheUseofHazardousSubstancesinelectricalandelectronicequipment,RHS)指令中决定在7月1日全面禁止PBB(PolybrominatedBiphenyls)及PBDE(PolybrominatedDiphenylEthers)等溴系阻燃剂的使用。

卤素阻燃剂中用量最大的是溴系阻燃剂：大多在200℃~300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

尽管溴系阻燃剂不是阻燃剂发展的方向，特别是在欧洲对于溴系阻燃剂的使用还存在争议。但是在中国市场，溴系阻燃剂仍然占住最重要的位置。目前溴系阻燃剂在阻燃效果上仍具有无可争辩的优越性能，尽管对溴系阻燃剂存在争论，但这种争论要形成全球的共识或者形成政府的禁令，恐怕还需要有十年甚至数十年的时间。而作为一个产品，在十年里已经可以形成一个生产、销售的循环。

溴系阻燃剂的优点在于它们的分解温度大多在200℃300℃左右,与各种高聚物的分解温度相匹配,因此能在最佳时刻于气相及凝聚相同时起到阻燃作用,有添加量最小,效果最好的美称。近十年来,欧洲”绿色”环保组织对溴系阻燃剂产生了误解,正由于他们非理性的偏见,以溴系阻燃剂有毒为名而制约政府放松对电视机的严格阻燃标准,采用火灾安全系数较低的IEC65燃烧标准。随后几年内,这些电视机就成为欧洲各国引起火灾的主要原因之一,达到每百万台165起/年,死亡16人/年的警戒线。在美国,每百万台电视机只有一台引起火灾,并且无人员死亡。

这种对比的结果,迫使欧洲制订了新的较为严格的标准SBI,以取代以前较为宽松的标准。这些“绿色”环保组织还认为溴系阻燃剂在燃烧时会产生有毒的烟雾,为此溴化物科学与环境论坛(BDEF)、溴系阻燃剂生产商会(BFRIP)和欧洲溴系阻燃剂生产商会(EBFRIP)完成了多项研究报告,显示溴系阻燃剂能显著减少阻燃高聚物燃烧时有毒气体的排放,而有利于环境。美国国家标准和技术实验室NIST(以前的NBS)的研究显示,在燃烧时,含溴阻燃剂的高聚物所产生的总发烟量中,有毒成份只是无阻燃剂高聚物的1/3。另外,近期议论最多的是多溴二苯醚(PBDPO)在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。为此世界著名的溴系阻燃剂厂商将多溴二苯醚类阻燃剂经过中介机构测试,表明这些产品都能通过严格的德国二□□条令和美国环保局的规定(TSCA40§766.25),即没有产生PBDD和PBDF的危险。因此多溴二苯醚类阻燃剂在美国、日本和欧洲部分国家依然畅销,被使用在多种高聚物之中。而同时,十溴二苯乙烷的生产工艺日趋完善。作为一种彻底没有产生二□□可能的阻燃剂,它的阻燃性能优良,是一种有广泛应用前景的阻燃剂。

目前国内已有厂家生产,产品质量达到国外同等产品标准。在我国十溴二苯醚的生产量年递增速率最快,使用量最大,预计2002年将生产近2万吨,而国外进口量变化不会太大,因此今年十溴二苯醚将面临供大于求的局面。有些国产十溴二苯醚的品质与进口货相比,缺点在于游离溴含量较多,铁杂质含量高以及长期储存稳定性差的缺点。尽管有些工厂作了改进,但还需做好产品后处理才能在品质上与进口货媲美。八溴醚的质量基本上与国外相当,但要注意改进产品的形状,国外已从传统的粉末状改变为颗粒状,近两年来国内主要厂家也已生产出颗粒状八溴醚,取得可喜进步。六溴环十二烷的热稳定性影响到它在阻燃制品加工过程中的使用效果,国外进口的耐热型六溴环十二烷在一般高聚物加工温度时能保持稳定的结构,并且一旦燃烧不会产生太多的烟雾,这是我国六溴环十二烷要改进的方面。至于四溴双酚A,如果用进口的双酚A通过溴化来制成产品,往往质量要高于国产双酚A原料的产品。溴系阻燃剂至今还是全世界范围内阻燃技术中的主力军。目前对溴系阻燃剂的偏见会随着科学进一步的发展来证实,它依旧会在面20年内被大量使用,我们对它的评价是:我们讨厌它,但我们离不开它。