所謂阻燃劑，顧名思義是用來(lái)防止材料被引燃以及抑制火勢(shì)傳播的功能助劑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全球阻燃劑的需求大約為285萬(wàn)噸，其中北美、西歐地區(qū)大約為148萬(wàn)噸，中國(guó)地區(qū)大約為44萬(wàn)噸，除中國(guó)之外的其他亞洲地區(qū)大約76萬(wàn)噸，剩余地區(qū)大約在17萬(wàn)噸。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，塑料、橡膠、紡織品、涂料等高分子材料是需要阻燃的主體。

葉文在接受本刊采訪時(shí)表示，阻燃劑需要發(fā)揮吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈傳遞作用以及不燃?xì)怏w窒息作用來(lái)達(dá)到阻燃效果。“阻燃的目的并不是完全不燒，而是即便燒起來(lái)，也只釋放出少量熱量、且燃燒慢、釋放毒煙少，這樣就能大大增加逃生的時(shí)間。”

葉文所在的上?；ぱ芯吭河邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱“上化院”）創(chuàng)立于1956年，是我國(guó)第一批科研院所，目前主要從事新材料、新能源、新裝備的研究開(kāi)發(fā)和行業(yè)服務(wù)。在新材料領(lǐng)域，上化院主要的研究?jī)?nèi)容有聚烯烴催化技術(shù)、高性能材料、工業(yè)凈化材料和特種功能材料等。

而各種無(wú)鹵阻燃劑技術(shù)，就是研究院的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一，也是葉文主要的研究方向。

從大方向上分，阻燃分為有鹵阻燃和無(wú)鹵阻燃，其中有鹵阻燃易釋放有毒煙氣，對(duì)環(huán)境造成污染，目前主要以溴系和氯系阻燃劑為主；無(wú)鹵阻燃在阻燃材料中增長(zhǎng)速度最快，近年來(lái)很多企業(yè)對(duì)無(wú)鹵阻燃表現(xiàn)出非常大的興趣，目前主要包含無(wú)機(jī)系和磷氮系兩大類產(chǎn)品。

鹵素阻燃劑作為有機(jī)阻燃劑的重要品種，由于其價(jià)格合理、穩(wěn)定性好、添加量低、與高分子材料相容性好及能較好保持阻燃制品原有性能的優(yōu)勢(shì)，因此在很多行業(yè)應(yīng)用較廣。但其缺點(diǎn)也很明顯，燃燒時(shí)生成大量的黑煙和有毒氣體，一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)妨礙到救火和人員疏散工作。

隨著全球環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)高分子制品的阻燃要求越來(lái)越高，無(wú)鹵、低煙、低毒的環(huán)保型無(wú)鹵阻燃劑應(yīng)用已越來(lái)越廣泛。據(jù)介紹，無(wú)鹵阻燃添加劑主要以磷氮系化合物和金屬氫氧化物為主，這兩類化合物燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，被稱為無(wú)公害阻燃劑，另外還有硅系、硼系等幾類新型的無(wú)鹵阻燃劑。

“磷氮系無(wú)鹵阻燃劑具有環(huán)保和阻燃性能優(yōu)異的特點(diǎn)，而無(wú)機(jī)系無(wú)鹵阻燃劑的特點(diǎn)是添加量大，阻燃、加工、機(jī)械物理性能比較欠缺。綜合來(lái)看，目前無(wú)鹵阻燃劑整體上沒(méi)有有鹵阻燃劑好用，但它在安全性方面的表現(xiàn)足以彌補(bǔ)性能方面的瑕疵！”葉文強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

目前，各國(guó)相關(guān)防火法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)制規(guī)定電子設(shè)備、建筑、交通工具中相應(yīng)塑料部件必須滿足相應(yīng)的阻燃防火要求，也就意味著必須添加阻燃劑。

“其實(shí)，目前但凡和人體環(huán)境有接觸的塑料，都已經(jīng)或多或少用到了阻燃技術(shù)，具體的區(qū)別無(wú)非是阻燃級(jí)別要求的高低、使用何種阻燃劑等。”葉文如是說(shuō)。目前我國(guó)阻燃劑用量較大的行業(yè)有電線電纜、家電及3C行業(yè)、汽車、建筑、電器開(kāi)關(guān)、膠黏劑等。

在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，尤其是在人們居住建筑中，阻燃材料的作用顯得尤為重要。目前高層住宅越來(lái)越多，每棟大樓會(huì)有一個(gè)跟電梯井一樣設(shè)計(jì)的電纜井，將各類電纜從樓底連接到樓頂。平時(shí)電纜中用到的塑料工作溫度維持在40-60℃，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于電纜井的特殊構(gòu)造，會(huì)形成“煙囪效應(yīng)”，火勢(shì)和濃煙會(huì)快速蔓延到高層；同時(shí)，火勢(shì)也會(huì)隨著橋架往連通的房間、走道等方向橫向蔓延。因此，電纜必須做好防火、封堵工作，阻燃劑就變得必不可少。

此外，阻燃材料在家電領(lǐng)域的應(yīng)用也十分重要。中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前塑料在家電中的用量已占重量的40%。估計(jì)很多人還記得，兩年前格力召回在美國(guó)銷售的超過(guò)250萬(wàn)套除濕機(jī)，并接受接近1億罰款的事件，而這個(gè)事件的起因就在于“除濕機(jī)沒(méi)有達(dá)到UL阻燃標(biāo)準(zhǔn)”。據(jù)報(bào)道，空調(diào)、取暖器、廚房電器等家電的塑料外殼，未來(lái)都會(huì)被強(qiáng)制要求使用不燃或阻燃材料。

隨著汽車輕量化的推進(jìn)，越來(lái)越多的輕量化材料被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料。尤其是新能源汽車行業(yè)，對(duì)材料的阻燃性能要求更高，特別是充電樁、電池部件、汽車連接器上的塑料件，全部要求阻燃。以汽車連接器為例，因?yàn)檫B接器接觸件是金屬，插拔次數(shù)多，因此要求材料具有良好的阻燃性、耐熱性，目前常用的材料有PBT、PPS、PA、PPE、PET等。

隨著國(guó)家對(duì)材料阻燃要求的提升和各項(xiàng)阻燃法規(guī)的建立和健全，我國(guó)阻燃劑將迎來(lái)一輪開(kāi)發(fā)和發(fā)展熱潮，整個(gè)阻燃劑行業(yè)將向著環(huán)保化、低毒化、高效化、多功能化的方向前進(jìn)。

據(jù)介紹，目前歐盟對(duì)材料中鹵素含量的標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格，如IT產(chǎn)品的歐盟無(wú)鹵標(biāo)準(zhǔn)是鹵素含量在800ppm以下，我國(guó)很多出口到歐盟的電氣產(chǎn)品必須滿足這些法規(guī)的要求。于是，新型的無(wú)鹵阻燃劑成為了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)的新產(chǎn)品，也因此成為各類材料助劑中發(fā)展最快的品種之一。

“我所在的研究院定位一直很明確，就是做高校和純企業(yè)之間的孵化紐帶，從實(shí)用性的角度實(shí)現(xiàn)下游企業(yè)的需求?！比~文坦言道，“無(wú)鹵阻燃劑要進(jìn)一步發(fā)展，必須不斷提高其性能及成本優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的APP阻燃劑，其耐水性問(wèn)題是不可回避的，我們研究院已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出一種高效的PAPP無(wú)鹵阻燃劑體系，有望取代APP成為下一代無(wú)鹵阻燃劑的核心組分?！?/p>

PAPP的典型優(yōu)勢(shì)在于：第一，避免了APP體系固有的缺點(diǎn)，不易析出，無(wú)水滑現(xiàn)象；第二，熱穩(wěn)定性更高，1%熱分解溫度為295℃，能夠適應(yīng)更高的加工溫度；第三，添加量低，復(fù)配后在純PP樹脂體系中，20-22%添加量即可實(shí)現(xiàn)UL94V-0（1.6mm）阻燃等級(jí)；第四，可適用于多種體系，如PP、PE、TPE及PP多種濃度玻纖增強(qiáng)、填料填充體系。

目前，研究院開(kāi)發(fā)出的PAPP無(wú)鹵阻燃劑體系主要包含了三種產(chǎn)品：ANTI-610、ANTI-NH2和ANTI-10。葉文分別就以上三個(gè)產(chǎn)品做了相關(guān)的案例介紹，如添加了30%和28%ANTI610的PP料可分別用于洗衣機(jī)塑料內(nèi)件和吸塵器繞線盤，并滿足UL94V-0（1.6mm）的關(guān)鍵指標(biāo)；25%添加量的ANTINH2作用于PP基材，可以用作暖風(fēng)機(jī)前格柵，并滿足UL94V-0（1.6mm）、850℃灼熱絲、流動(dòng)性好、無(wú)水滑的要求，目前已經(jīng)有國(guó)內(nèi)客戶利用該技術(shù)將產(chǎn)品成功出口至中東和歐美市場(chǎng)，年出口量達(dá)200萬(wàn)件；25%的ANTI-10和EVA復(fù)配，可用于阻燃熱收縮管的生產(chǎn)，具有離火自熄、表面爽滑無(wú)白點(diǎn)、不析出的特點(diǎn)。

未來(lái)，無(wú)鹵阻燃劑會(huì)全面替代有鹵阻燃劑嗎？答案是否定的。葉文認(rèn)為，阻燃劑的選擇要兼顧諸多因素，比如與材料的兼容性、性價(jià)比、滿足防火要求的能力及存儲(chǔ)過(guò)程中保持阻燃性能的穩(wěn)定性。不同阻燃劑根據(jù)其阻燃機(jī)理適用于不同阻燃材料，盲目進(jìn)行替代不僅沒(méi)有必要，反而可能存在新的風(fēng)險(xiǎn)。

比如，在電子電器、建筑等材料中使用阻燃劑是防火安全標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制要求，而無(wú)鹵產(chǎn)品并不一定能滿足防火安全及加工應(yīng)用條件的需求，甚至在某些應(yīng)用環(huán)境下，鹵素阻燃劑才是最合適的。比如在美國(guó)，他們對(duì)含溴系阻燃劑的電纜用量非常大，因?yàn)閷?shí)踐檢驗(yàn)下來(lái)溴系阻燃劑最好用。另外，還有一些線纜本來(lái)就做了金屬鎧裝，或者以陶瓷化實(shí)現(xiàn)組燃的目的，此時(shí)過(guò)于執(zhí)著無(wú)鹵反倒不合適。

“在很多情況下，現(xiàn)有的阻燃體系是沒(méi)問(wèn)題的，但將來(lái)可能會(huì)發(fā)生改變?！币恢痹谟脩舳藥椭男运芰掀髽I(yè)開(kāi)發(fā)無(wú)鹵阻燃產(chǎn)品的葉文在接觸客戶時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多原來(lái)做有鹵阻燃的線纜廠商，尤其是主打電腦充電線、手機(jī)線等小線產(chǎn)品的廠商，現(xiàn)在已經(jīng)在開(kāi)發(fā)無(wú)鹵阻燃的產(chǎn)品，其中大部分采用的是磷系和氮系阻燃劑。

葉文在采訪中分析，我國(guó)發(fā)展無(wú)鹵阻燃劑有四大動(dòng)力。成本方面，中國(guó)是“富磷貧溴”的國(guó)家，溴元素的獲取、加工、運(yùn)輸?shù)某杀竞铜h(huán)境影響性都要遠(yuǎn)大于磷；環(huán)保方面，我國(guó)溴資源主要集中于山東，2017年下半年以來(lái)，山東已關(guān)閉轉(zhuǎn)產(chǎn)化工生產(chǎn)企業(yè)約600家、停產(chǎn)整頓2000余家，預(yù)計(jì)溴系阻燃劑會(huì)長(zhǎng)期維持高位狀態(tài)，這直接促進(jìn)了無(wú)鹵阻燃材料的發(fā)展；政策方面，國(guó)內(nèi)外的阻燃劑環(huán)保政策都更青睞無(wú)鹵阻燃劑；技術(shù)方面，溴系阻燃劑在煙密度、煙毒性、滴落物等方面存在不足。

當(dāng)今世界的阻燃劑研究在朝著無(wú)鹵化的方向發(fā)展，未來(lái)部分鹵素阻燃劑會(huì)退出歷史舞臺(tái)，而新型綠色環(huán)保阻燃劑必將成為今后研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。