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调查 如何让“无害阻燃”市场“火”起来?看美国数据分析师怎么说

中国纺织报2019-01-11 02:55:46


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编者按

近日,美国华盛顿市市长签署2016致癌性阻燃剂修正案。法案规定,自2018年1月1日起,华盛顿将禁止在消费产品中使用TDCPP和TCEP两种致癌性阻燃剂。该法案的签署和实施,使“无害阻燃”再次成为业内人士的关注重点。本期,我们邀请了美国CFC预测咨询公司数据分析师杰森,对全球“无害阻燃”产品的市场发展进行了预测,并由国内两位专家对阻燃产品的新工艺及生产“必需品”——阻燃剂的发展情况进行了分析。综合来看,要让“无害阻燃”市场这把火真正烧起来,需要整套生产流程的全力配合。


市场预测
销售额超150亿美元  三类产品畅销全球


根据近3年全球阻燃材料市场应用情况,以及相关产业的发展趋势,美国CFC预测咨询公司对阻燃类产品的发展进行定期预测:2016年,全球阻燃材料的市场销售额预计将超过150亿美元,该市场年增长率大约为9%。


从市场分布来看,亚洲地区阻燃产品的市场需求最为旺盛,中国和印度市场的快速膨胀是带动亚洲阻燃类产品快速发展的重要原因。北美和欧洲地区增长预计平稳,但阻燃类产品将进入更迭期:环保型产品快速占据市场,对环境或人体危害性产品则加速淘汰。从产品应用领域分布来看,阻燃防护服、防火布、电线电缆是市场需求量最高的3类产品。


防护服新款防护服装所用的材料必须具有阻燃、防水、耐酸碱、耐磨、耐热辐射、抗爆燃高强度等特性。防护服已经不再是高危工作人群的推荐服装,而是全民必备的日常服装,可见其市场的火爆。


防火布以玄武岩纤维防火布为首的新型高性能防火布,普遍具有永久的阻燃性能,并且对人体无害。即使在1100℃的火焰下作业,也不会发生变形、爆裂。如今,玄武岩纤维防火布已经成为公安消防安全单位的理想防护工具。


电线电缆电线电缆行业是仅次于汽车行业的又一大行业,产品品种满足率和国际市场占有率均超过90%。中国和印度在2015年成为世界上最重要的线缆产品研发生产基地,由该地区生产的系列阻燃耐火、绿色环保、防水防潮具有独特性能线缆产品,在全球形成了一定的市场影响力。


此外,公司也对阻燃剂市场发展进行了分析。目前来看,全球4大阻燃剂市场分别为美国、欧洲、日本以及其他亚太地区。据预测,2016~2020年,全球阻燃剂用量的年均增长率为3.9%,而亚洲其他国家和地区年均增长率为14.8%。(美国CFC预测咨询公司数据分析师 杰森


阻燃剂
节能降耗要求严格  两大趋势日渐明朗


随着国家环保要求的不断提高,以及产品应用领域的不断拓展,市场对阻燃织物的性能提出了更高的要求。作为改良产品阻燃性能的关键材料,阻燃剂自然受到广泛的关注。采用复配技术、消烟技术等方法开发新型复合阻燃剂,成为环保型阻燃剂的重点研究课题之一。


无卤化是环保型阻燃剂一大发展趋势。


卤系阻燃剂来源丰富、 价格低廉,但其阻燃效果较差,添加量大,对制品的性能影响较大,因而国内外研究学者正利用超细化、微胶囊化、表面处理、协同增效等复合方法,开发无卤阻燃剂。举例来说,美国Alcoa公司、Alcan化学公司、Lonza公司和 Solem公司,分别开发的Zerog en、Halfree、Hydrax、Magnifin系列无卤阻燃剂,均不会对环境造成危害。国内的山东铝厂、江苏海水研究所、北京化工大学、大连理工大学等机构同样对阻燃性能好、粒径小、补强效果明显的无卤阻燃剂进行了研究开发,并取得了一定成绩。其中,北京化工大学已实现了超细氧化镁类水滑石的产业化。


膨胀型阻燃剂由于具有燃烧过程中发烟少、无有毒气体产生的特点,被认为是实现无卤化很有希望的途径之一。该产品在美国、意大利等地区已实现商品化,如美国HoechstCelanese公司的ExolitIFR系列产品、意大利Montedison公司的SpinflamMF82等产品,均具有较高的市场占有率。国内的北京理工大学、中国科技大学、上海消防科研所、安徽化工研究院对此进行了研究。但国内膨胀型阻燃剂并未商品化,其开发产品主要处于研究阶段。


抑烟化、 减少有害气体排放是环保型阻燃剂另一大发展趋势。


研究开发新型阻燃剂,降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量,成为近年来阻燃领域中的重点研究课题。目前,研究者采用的抑烟剂主要以金属氧化物、过渡金属氧化物为主,市场主要产品有美国Broax公司Firebrake硼酸锌系列、Climax公司的MolyFR钼酸盐系列、Alcan公司的Flam-tardh和Flamtards等产品。此外,某些无机填料同时具有阻燃抑烟的功效,利用膨胀型阻燃剂的多孔炭层,也可以使材料具有阻燃和抑烟的双重作用。(天津工业大学教授 洪波


阻燃工艺
复合技术担当大任  四种工艺前景可期


好的阻燃工艺必须要做到对环境无害、对人体无害。目前,国际上比较看好的“无害阻燃”工艺有4类,这4种工艺均属于复合工艺。


微胶囊技术微胶囊化一般是指将物质包裹于数微米至数百微米的微粒中,从而起到保护和控制释放等作用。目前,将无机或有机的阻燃剂进行微胶囊化的研究成为阻燃新技术的研究热点,并已从研制阶段进入实用阶段。囊材主要有两类,一类是天然高分子材料,如动物胶、各种蛋白质、维生素等。另一类是人工合成的高分子,如聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯等。囊材不与包裹的阻燃剂发生化学反应,当制品一旦遇火受高热时,囊壁立即熔融破裂,从而释放出阻燃剂。阻燃剂微胶囊的大小、囊壁的厚度、强度以及阻燃剂的释放度等物理性质均会影响阻燃剂的阻燃效果。微胶囊化在改善阻燃剂的形态、效能以及减少环境污染等方面都有所作用。


纳米技术随着国外多名学者对纳米复合材料热稳定性的研究深入,其阻燃性能的研究也逐步展开。研究发现,当尼龙/层状硅酸纳米复合材料中的层状硅酸盐含量为5%以下时就具有良好的热稳定性,其热释放速率峰比不用时降低了50%以上,并且不损害材料的其他性能。这说明,聚合物纳米复合材料具有良好的热性能,可用于阻燃技术。纳米技术在阻燃中的应用主要是纳米粒子填充技术。


接枝和交联改性技术接枝和交联是使高分子材料功能化的一种有效方法,近年来这一技术也已用于使高分子材料阻燃化。接枝包括化学接枝和光敏接枝等,通过接枝共聚以提高聚合物的热稳定性及阻燃性多系凝聚相阻燃模式,即借助于成炭来实现的。因为接枝单体能在聚合物的表面形成粘附的绝缘层,特别是无机绝缘层,对改善聚合物的阻燃性尤为有效。而使高分子材料本身交联,或者高分子材料的热裂解产物在凝聚相中交联,也可减少可燃产物的生成量而改善材料的阻燃性,多以辐射交联为主。


膨胀技术在众多的阻燃体系中,膨胀阻燃体系由于在燃烧过程中发烟量少、无滴落和无毒气等优点逐步引起人们的注意。膨胀阻燃体系一般需3种主要成分:炭化剂、炭化促进剂、发泡剂。膨胀型阻燃剂最早用于涂料业,配制用于船舶、建筑装饰材料、电缆外皮等的耐火涂层。近年来,国外已有一些比较成熟的膨胀阻燃体系用于塑料、橡胶等材料及制品。(南京工业大学教授 王然