¿Qué son los retardantes de llama?
La variedad y el consumo de retardantes de llama domésticos todavía están dominados por los retardantes de llama orgánicos. Sin embargo, en los últimos años, el impulso de desarrollo ha sido bueno y el mercado. El potencial es enorme. Los retardantes de llama halógenos son los retardantes de llama más utilizados y tienen una eficiencia incomparable con otros retardantes de llama, pero no se puede ignorar su daño al medio ambiente y a las personas. La protección del medio ambiente es el foco del desarrollo y aplicación de aditivos. Por lo tanto, se ha ajustado la estructura del producto de los retardantes de llama en el país y en el extranjero, y se ha incrementado el desarrollo de retardantes de llama eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
1. Estado de aplicación y producción de retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente
Con la creciente conciencia de la gente sobre la protección del medio ambiente, la seguridad y la salud, los países de todo el mundo han comenzado a prestar atención a la investigación y Se desarrollaron y aplicaron retardadores de llama respetuosos con el medio ambiente y se lograron ciertos resultados. Los retardantes de llama a base de fósforo, retardantes de llama a base de cloro, retardantes de llama a base de bromo, retardantes de llama a base de antimonio, retardantes de llama a base de aluminio y retardantes de llama a base de boro según los elementos eficaces se pueden dividir en retardantes de llama a base de fósforo. Este artículo divide los retardantes de llama en cuatro categorías según los elementos retardantes de llama eficaces: retardantes de llama sin halógenos, retardantes de llama bromados, retardantes de llama sinérgicos halógeno-fósforo y otros retardantes de llama, y se presentan varios de ellos respectivamente.
1.1 Retardantes de llama sin halógenos
Los retardantes de llama libres de halógenos, de baja emisión de humos, poco tóxicos y respetuosos con el medio ambiente siempre han sido el objetivo perseguido por las personas. En los últimos años, algunos proveedores y usuarios mundiales de retardantes de llama han mostrado un gran entusiasmo por los retardantes de llama sin halógenos y también han invertido mucha energía en el desarrollo de retardantes de llama y materiales retardantes de llama sin halógenos. Según los análisis, las principales variedades de retardantes de llama sin halógenos son los retardantes de llama a base de fósforo y los hidratos inorgánicos. El primero incluye principalmente retardantes de llama de fósforo rojo, polifosfato de amonio y fósforo inorgánico (APP), dihidrógenofosfato de amonio, hidrogenofosfato de diamonio, ésteres de fosfato, etc. , y fosfatos organofosforados libres de halógenos, etc. Este último incluye principalmente materiales modificados como hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio e hidrotalcita. El polifosfato de amonio y la hidrotalcita son productos representativos de esta serie, con buena protección ambiental y perspectivas de mercado. El siguiente es un análisis de estos dos productos.
1.1.1 Polifosfato de amonio
El polifosfato de amonio (app) es un polímero inorgánico de cadena larga que contiene fósforo y nitrógeno. La fórmula molecular general es: (NH4P03)N, debido a su composición. buena estabilidad química, baja higroscopicidad, excelente dispersión, pequeña gravedad específica y baja toxicidad, se ha utilizado ampliamente como agente de tratamiento retardante de llama para plásticos, caucho y fibras en los últimos años. También se puede utilizar para preparar recubrimientos retardantes de fuego intumescentes para el tratamiento de protección contra incendios de barcos, trenes, cables y edificios de gran altura. También se puede utilizar para producir agentes extintores de polvo seco para la extinción de incendios de grandes áreas en yacimientos de carbón y petróleo; pozos y bosques; además, también se puede utilizar como fertilizante. El grado de polimerización del polifosfato de amonio es la clave para determinar la calidad de sus productos retardantes de llama. Cuanto mayor sea el grado de polimerización, mejor será el efecto retardante de llama e ignífugo. Ya existen productos con un grado de polimerización superior a 100 en China, pero en países extranjeros es común que el polifosfato de amonio (polifosfato de amonio) tenga un grado de polimerización superior a 500. El desarrollo del polifosfato de amonio en mi país comenzó en 1978. Después de más de 20 años de desarrollo, la producción de polifosfato de amonio de mi país tiene cierta base y básicamente satisface la demanda del mercado interno. En 2005, la producción de polifosfato de amonio de mi país superó las 20.000 toneladas. Además de satisfacer la demanda interna, se exportó una pequeña cantidad. La capacidad de producción de polifosfato de amonio de mi país se concentra principalmente en las regiones suroeste, este y centro-sur, siendo la región suroeste la que tiene la mayor producción, seguida por las regiones este y centro-sur. La producción de polifosfato de amonio en el norte de China, el noreste de China y el noroeste de China es muy pequeña.
Los equipos de producción nacionales de polifosfato de amonio son de pequeña escala. Los más grandes son Xinyuan Phosphating Co., Ltd. en el condado de Zunyi, provincia de Guizhou, y Shifang Changfeng Chemical Co., Ltd., con una escala de equipos de 3.000 t/a. ha alcanzado las 3.000 t/a, seguida por la fábrica general de retardantes de llama Xinhua de Shanghai con una escala de producción de 2000 t/a. La escala general de la fábrica es de 400 a 1000 toneladas/año y la escala de producción mínima es de solo 300 toneladas/año. Con la continua expansión del mercado de consumo de polifosfato de amonio, su producción seguirá aumentando.
1.1.2 Hidrotalcita
En la aplicación de retardantes de llama inorgánicos, los materiales funcionales en capas aniónicos se han desarrollado rápidamente como retardantes de llama. Es un compuesto inorgánico con una estructura especial. m2 es un ion divalente, generalmente magnesio, m3 es un ion metálico trivalente y an- es un anión. Este material se llama simplemente hidrotalcita (ldhs). La hidrotalcita se ha utilizado ampliamente como material funcional inorgánico en los campos de la catálisis, el intercambio iónico, la adsorción, la medicina y otros campos debido a su estructura en capas única, composición en capas y aniones entre capas ajustables. La hidrotalcita, como retardante de llama libre de halógenos y altamente supresor de humo, puede usarse ampliamente en plásticos, caucho, revestimientos y otros campos. El desarrollo de materiales funcionales en capas de aniones de magnesio en mi país comenzó a finales de los años 1990. Aunque su historia de desarrollo es corta, se ha desarrollado rápidamente. En 1999, la Universidad de Tecnología Química de Beijing cooperó con la Fábrica Química Auxiliar de Yixing para construir una línea de producción de hidrotalcita de 500 toneladas por año en Yixing, provincia de Jiangsu, convirtiéndose en la primera planta de producción de hidrotalcita en China y formando un conjunto completo de tecnologías de producción con derechos de propiedad intelectual independientes. . Sobre esta base, en 2000, basándose en los recursos superiores de salmuera química marina de mi país, se construyó en Dalian una línea de producción de hidrotalcita de 1.000 toneladas por año, sentando las bases para la construcción futura de dispositivos de producción más grandes. A partir de la situación actual de los recursos de magnesio de mi país y la demanda urgente y el enorme potencial del nuevo mercado de retardantes de llama, no es difícil juzgar que ha llegado el momento para el rápido desarrollo de los materiales funcionales en capas aniónicas de magnesio de mi país. En los próximos cinco años, los materiales funcionales en capas aniónicas de magnesio de mi país entrarán en un período pico de desarrollo como sustitutos de los retardantes de llama bromados.
1.2 Retardantes de llama australianos
Los retardantes de llama a base de bromo se producen y utilizan desde hace más de 30 años. Actualmente existen alrededor de 70 tipos de retardantes de llama bromados, los más importantes de los cuales son el éter decabromodifenilo (dbdpo), el tetrabromobisfenol A (tbbpa) y el hexabromociclododecano (hbcd). La producción de los dos primeros productos representa aproximadamente el 50% de los retardantes de llama bromados. Bajo la presión de requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos para algunos retardantes de llama bromados tradicionales, los usuarios se ven obligados a buscar alternativas a los retardantes de llama bromados, lo que promueve la aparición de nuevos sistemas retardantes de llama. El mercado de retardantes de llama bromados tradicionales, como los éteres de difenilo polibromados, se ha reducido, proporcionando espacio de mercado para retardantes de llama bromados respetuosos con el medio ambiente, como las resinas epoxi bromadas y el decabromodifeniletano.
1.2.1 Decabromodifeniletano
El decabromodifeniletano (dbpe) fue desarrollado por primera vez por la American Albermale Company. Su peso molecular relativo, su estabilidad térmica y su contenido de bromo son similares a los de Albermale. similar, pero no es un retardante de llama para PBDE. No produce PBDD y PBDF cuando se quema. También cumple con las regulaciones alemanas sobre dioxinas y las regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Además, el decabromodifeniletano tiene mejor resistencia al calor, resistencia a la luz y propiedades sin diálisis que el decabromodifeniléter. Su plástico retardante de llama se puede reciclar, una característica que muchos retardantes de llama bromados no tienen. En la actualidad, este producto se ha utilizado en diversos plásticos de ingeniería como ABS, PBT, PA, Hips, etc., con buenos resultados.
La tecnología de producción de decabromodifeniletano de mi país llevó a cabo con éxito pruebas a escala industrial a finales de 2004 y se lanzó al mercado en 2005. Las principales empresas de producción incluyen Shandong Weidong Chemical Co., Ltd. (5000t/a), Shandong Weifang Dacheng Salt Chemical Co., Ltd., Shouguang Ocean Chemical Co., Ltd., Jiangsu Shuangling Chemical Group Co., Ltd., Jinan Taixing Fine Chemical Co., Ltd., Suzhou Jinghua Chemical Co., Ltd. Laizhou Laiyu Chemical Co., Ltd., etc. La capacidad total de producción es de aproximadamente 11.000 t/a Debido a su excelente desempeño y características, el decabromodifeniletano tiene amplias perspectivas en los mercados nacionales y extranjeros de retardantes de llama.
1.2.2 Resina epoxi bromada
La resina epoxi bromada tiene un excelente índice de flujo de fusión, alta eficiencia retardante de llama, excelente estabilidad térmica y estabilidad a la luz, y los materiales retardantes de llama tienen buenas características físicas y mecánicas. propiedades y se utilizan ampliamente para el tratamiento retardante de llama de plásticos de ingeniería como PBT, PET, ABS, nailon-66, termoplásticos y aleaciones de plástico PC/ABS. La resina epoxi bromada se puede dividir en categorías baja, media y alta según el peso molecular relativo. Según la estructura del grupo final, se puede dividir en tipo ep y tipo ec, que se utilizan en diferentes materiales plásticos.
En los últimos años, la resina epoxi bromada se ha desarrollado rápidamente en China, especialmente debido a su bajo contenido de bromo y su pequeño peso molecular. Solo se puede utilizar como material aislante para macetas. En la actualidad, la tecnología de resina epoxi bromada de mi país puede producir productos compatibles según el peso molecular relativo de los polímeros retardantes de llama, logrando así el mejor efecto retardante de llama y un excelente rendimiento retardante de llama. Los principales fabricantes incluyen Dongying Guangrao Haifeng Salt Chemical Co., Ltd. (1000t/a), Jinan Taixing Fine Chemical Co., Ltd. y Laizhou Laiyu Chemical Co., Ltd., con una capacidad de producción total de aproximadamente 3500t/a. Entre los retardantes de llama bromados, la resina epoxi bromada como nuevo tipo de retardante de llama ha atraído cada vez más la atención de los mercados nacionales y extranjeros.
1.2.3 Poliestireno bromado
El poliestireno bromado (bps) es un retardante de llama orgánico a base de bromo con alta retardancia de llama, estabilidad térmica y resistencia a la luz debido a su buena resistencia mecánica y física. y propiedades químicas como la estabilidad, se usa ampliamente en plásticos de ingeniería como tereftalato de polibutileno, tereftalato de polietileno, éter de polifenileno y nailon-66. Los principales fabricantes incluyen Shandong Dongying Wanda Group Co., Ltd., Shandong Shouguang Marine Chemical Co., Ltd., Jiangsu Zhangjiagang Xinyi Chemical Co., Ltd., etc. , la capacidad de producción total es de aproximadamente 1.000 t/a y básicamente no se ha formado una producción a escala industrial. Con el rápido desarrollo de la industria nacional de plásticos de ingeniería, la demanda de poliestireno bromado aumentará significativamente y las perspectivas del mercado son amplias.
1.3 Retardantes de llama halógeno-fósforo
La característica de este tipo de retardantes de llama es que la molécula contiene tanto átomos de bromo como fósforo o bromo, fósforo y nitrógeno. Desempeña un papel sinérgico en el rendimiento del retardante de llama; el contenido de bromo en la molécula es bajo y el proceso de combustión va acompañado de menos humo y gases volátiles menos dañinos que pueden mejorar la alta volatilidad y resistencia de los retardantes de llama de fosfato generales; Desventajas de una mala migración y una mala resistencia al envejecimiento por calor. Los principales productos incluyen dibromooctanodiol (dbnpg), fosfato de dibromooctanodiol y sal de cianamida de fosfato de dibromooctanodiol. Los retardantes de llama halógeno-fósforo se complementan mediante el uso de diferentes mecanismos de acción para lograr un efecto sinérgico.
1.4 Otros
En los últimos años han aparecido en el mercado internacional muchos nuevos retardantes de llama o sistemas retardantes de llama. Por ejemplo, la empresa alemana Clariant ha desarrollado dos retardantes de llama a base de ácido fosfínico, con las marcas exolitop1311 y exolitop 1312m 1. La producción industrial comenzó a finales de 2004. El retardante de llama intumescente Reogard1000 lanzado por Greatlake Company en los Estados Unidos en 2001, el nuevo retardante de llama de fosfato de melamina lanzado por DSM Company, la serie de azafrán de Dead Sea Bromide Company y la llama de Swiss Ciba Company.