金属氢氧化物阻燃剂的现状与发展前景.doc

金属氢氧化物阻燃剂的现状与发展前景 作者：欧育湘　房晓敏 时间：2008-7-29 19:26:55 来源：《精细与专业化学品》2007 Vol 15 No 2 P1- 点击数： 73 【字体：小 大】【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 　　进入新世纪以来,各国对环境保护及人类自身健康更加关注,因而对阻燃材料无卤、低烟、低毒的要求更加迫切。特别是欧盟的RoHS指令及WEEE指令在2003年颁布,并随后在一些国家执行后,阻燃剂及阻燃材料面临环保法规压力的挑战更是加剧,而金属氢氧化物阻燃剂(主要是氢氧化铝及氢氧化镁)与卤系及磷系阻燃剂相比,在环保方面具有明显的优势,所以近年来备受青睐,并呈现蓬勃发展趋势。 1　市场状况 　　目前,全球氢氧化铝(ATH)阻燃剂的用量约60万t,约占阻燃剂总用量130万t的45%。2003年,美国、欧盟及日本三大阻燃剂市场的ATH销售量分别为30万t、20万t及4万t,分别占本地区阻燃剂总用量的55%、50%及25%。中国ATH的用量远远低于上述三大阻燃剂市场,估计仅为10%～15%,不过近年有所增长。氢氧化镁(MH)的用量比ATH低得多,2004年全球合成MH总用量为215万～310万t,占阻燃剂总用量的比例不到3%,MH目前的主要市场在欧盟、日本及其他亚太地区。但由于MH所能承受的加工温度比ATH高约100℃,可应用于一般工程塑料,且MH在与其他一些阻燃剂(如包覆红磷、膨胀石墨等)的协效作用及抑烟等方面可能比ATH略胜一筹,所以MH近年的用量在欧盟与日本增长很快,1998～2003年这5年在欧盟的年平均增长率达15%,日本甚至更高。 　　全球ATH阻燃剂虽然吨位约占阻燃剂总量的45%以上,但其售价较低,所以如以销售额而言,则仅占阻燃剂总销售额23亿美元的15%(约315亿美元)左右(溴系36%,磷系29%)。 　　据估测,2004～2007年全球对超细ATH需求量的年平均增长率可达6%～7%(同期内,其他各类阻燃剂的年平均增长率估计为2%～4%),其需求量见图1。但欧洲、中东、非洲及亚洲的增长率要高于美国,2004～2007年不同地区及国家对超细ATH的估计需求量见图2。2004～2007年欧洲、中东、非洲对粗粒ATH需求量的年平均增长率约4%,其需求量见图3。 ? ? ? 　　2001～2006年全球用于动力电缆的无机阻燃剂(主要是ATH)的用量见表1。 ? 2　发展前景 　　ATH及MH作为阻燃剂,最重要的用途是电缆及印刷电路板。 2.1　电缆 　　以汽车用电缆为例,其包覆层和绝缘层常以PVC及聚烯烃(PO)制造,前者含卤素,耐温性能低于105℃,但价格低廉,制造工艺成熟,目前仍大量应用,但在某些国家和地区的某些应用领域正遭受到环保的压力。PO包覆层和绝缘层在欧盟国家及亚洲一些国家,常以ATH或MH或溴系阻燃剂加无机阻燃剂进行阻燃处理,而在美国,则主要以ATH阻燃。交联聚乙烯/聚丙烯(XLPE/PP)共混体也用于制造电缆外层,其耐温性可达125℃,此类共混体也有需阻燃者。 　　近年来,西欧汽车电缆用的无机阻燃剂快速增长,但在美国增长甚低,中国、东欧则是巨大的潜在市场,正在蓬勃兴起。就目前全球的电缆生产量而言,亚洲及日本占46%,北美20%,西欧19%,其他约15%。 2.2　印刷线路板 　　目前的印刷线路板(PCB)多以环氧玻璃纤维布层压板为基材,且多以溴系阻燃剂阻燃。但自1995～2000年以来,特别是RoHS指令颁布以来,无卤PCB尤其是用于无铅焊料的PCB已崭露头角。尽管目前尚未见限用含卤PCB的法规,但日本及欧洲的一些电子电气厂商已开始对含卤PCB采取不欢迎、限用甚至禁用的策略,积极推进其产品的无卤化进程。现在,无卤PCB可采用的阻燃剂有ATH、磷系阻燃剂〔如以9,102二氢292氧杂2102磷杂菲2102氧化物(DOPO)及其衍生物为原料制得的含磷环氧树脂和含磷酚醛树脂等〕、ATH加磷系阻燃剂及其他替代品(如含氮酚醛树脂、苯并噁嗪树脂)等。日本标准规定的两种覆铜板(PCB的主体)即均以ATH为阻燃剂,其中一种的玻璃化温度Tg(以DSC测定)可达150～200℃。ATH在PCB中具有乐观的未来市场,但其市场容量取决于以下几个因素。 　　(1)　四溴双酚A(TBBPA)危害性评估结果　目前,欧盟及美国EPA均在对TBBPA进行危害性评估,虽然从欧盟已经得到的评估结果来看,TBBPA尚未发现对生态环境和人类健康的可见危害,但欧盟的最后评估结果可能要到2007年某个时候才能定论,美国EPA评估结果的问世则可能要等到2007年的下半年或更晚些时候。 　　(2)　无卤PCB的价格　现在,含磷环氧树脂的售价是含溴环氧树脂的数倍,所以使得无卤PCB〔磷系阻燃剂/无机物(