所謂阻燃劑，顧名思義是用來防止材料被引燃以及抑制火勢傳播的功能助劑。據(jù)統(tǒng)計，2017年全球阻燃劑的需求大約為285萬噸，其中北美、西歐地區(qū)大約為148萬噸，中國地區(qū)大約為44萬噸，除中國之外的其他亞洲地區(qū)大約76萬噸，剩余地區(qū)大約在17萬噸。從消費結構來看，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氣體窒息作用來達到阻燃效果?！白枞嫉哪康牟⒉皇峭耆粺?，而是即便燒起來，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間?！?/p>

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

而各種無鹵阻燃劑技術，就是研究院的重點研究內(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鹵阻燃，其中有鹵阻燃易釋放有毒煙氣，對環(huán)境造成污染，目前主要以溴系和氯系阻燃劑為主；無鹵阻燃在阻燃材料中增長速度最快，近年來很多企業(yè)對無鹵阻燃表現(xiàn)出非常大的興趣，目前主要包含無機系和磷氮系兩大類產(chǎn)品。

鹵素阻燃劑作為有機阻燃劑的重要品種，由于其價格合理、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，因此在很多行業(yè)應用較廣。但其缺點也很明顯，燃燒時生成大量的黑煙和有毒氣體，一旦發(fā)生火災，會妨礙到救火和人員疏散工作。

隨著全球環(huán)保意識的日益加強，消費者對高分子制品的阻燃要求越來越高，無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型無鹵阻燃劑應用已越來越廣泛。據(jù)介紹，無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不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，被稱為無公害阻燃劑，另外還有硅系、硼系等幾類新型的無鹵阻燃劑。

“磷氮系無鹵阻燃劑具有環(huán)保和阻燃性能優(yōu)異的特點，而無機系無鹵阻燃劑的特點是添加量大，阻燃、加工、機械物理性能比較欠缺。綜合來看，目前無鹵阻燃劑整體上沒有有鹵阻燃劑好用，但它在安全性方面的表現(xiàn)足以彌補性能方面的瑕疵！”葉文強調(diào)說。

目前，各國相關防火法規(guī)和標準都強制規(guī)定電子設備、建筑、交通工具中相應塑料部件必須滿足相應的阻燃防火要求，也就意味著必須添加阻燃劑。

“其實，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，具體的區(qū)別無非是阻燃級別要求的高低、使用何種阻燃劑等?！比~文如是說。目前我國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、電器開關、膠黏劑等。

在眾多應用領域中，尤其是在人們居住建筑中，阻燃材料的作用顯得尤為重要。目前高層住宅越來越多，每棟大樓會有一個跟電梯井一樣設計的電纜井，將各類電纜從樓底連接到樓頂。平時電纜中用到的塑料工作溫度維持在40-60℃，一旦發(fā)生火災，由于電纜井的特殊構造，會形成“煙囪效應”，火勢和濃煙會快速蔓延到高層；同時，火勢也會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，阻燃材料在家電領域的應用也十分重要。中國家用電器協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前塑料在家電中的用量已占重量的40%。估計很多人還記得，兩年前格力召回在美國銷售的超過250萬套除濕機，并接受接近1億罰款的事件，而這個事件的起因就在于“除濕機沒有達到UL阻燃標準”。據(jù)報道，空調(diào)、取暖器、廚房電器等家電的塑料外殼，未來都會被強制要求使用不燃或阻燃材料。

隨著汽車輕量化的推進，越來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，因為連接器接觸件是金屬，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。

隨著國家對材料阻燃要求的提升和各項阻燃法規(guī)的建立和健全，我國阻燃劑將迎來一輪開發(fā)和發(fā)展熱潮，整個阻燃劑行業(yè)將向著環(huán)?；?、低毒化、高效化、多功能化的方向前進。

據(jù)介紹，目前歐盟對材料中鹵素含量的標準最為嚴格，如IT產(chǎn)品的歐盟無鹵標準是鹵素含量在800ppm以下，我國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，新型的無鹵阻燃劑成為了符合國際標準發(fā)展趨勢的新產(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，從實用性的角度實現(xiàn)下游企業(yè)的需求。”葉文坦言道，“無鹵阻燃劑要進一步發(fā)展，必須不斷提高其性能及成本優(yōu)勢?，F(xiàn)有的APP阻燃劑，其耐水性問題是不可回避的，我們研究院已經(jīng)成功開發(fā)出一種高效的PAPP無鹵阻燃劑體系，有望取代APP成為下一代無鹵阻燃劑的核心組分?！?/p>

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

目前，研究院開發(fā)出的PAPP無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產(chǎn)品做了相關的案例介紹，如添加了30%和28%ANTI610的PP料可分別用于洗衣機塑料內(nèi)件和吸塵器繞線盤，并滿足UL94V-0（1.6mm）的關鍵指標；25%添加量的ANTINH2作用于PP基材，可以用作暖風機前格柵，并滿足UL94V-0（1.6mm）、850℃灼熱絲、流動性好、無水滑的要求，目前已經(jīng)有國內(nèi)客戶利用該技術將產(chǎn)品成功出口至中東和歐美市場，年出口量達200萬件；25%的ANTI-10和EVA復配，可用于阻燃熱收縮管的生產(chǎn)，具有離火自熄、表面爽滑無白點、不析出的特點。

未來，無鹵阻燃劑會全面替代有鹵阻燃劑嗎？答案是否定的。葉文認為，阻燃劑的選擇要兼顧諸多因素，比如與材料的兼容性、性價比、滿足防火要求的能力及存儲過程中保持阻燃性能的穩(wěn)定性。不同阻燃劑根據(jù)其阻燃機理適用于不同阻燃材料，盲目進行替代不僅沒有必要，反而可能存在新的風險。

比如，在電子電器、建筑等材料中使用阻燃劑是防火安全標準的強制要求，而無鹵產(chǎn)品并不一定能滿足防火安全及加工應用條件的需求，甚至在某些應用環(huán)境下，鹵素阻燃劑才是最合適的。比如在美國，他們對含溴系阻燃劑的電纜用量非常大，因為實踐檢驗下來溴系阻燃劑最好用。另外，還有一些線纜本來就做了金屬鎧裝，或者以陶瓷化實現(xiàn)組燃的目的，此時過于執(zhí)著無鹵反倒不合適。

“在很多情況下，現(xiàn)有的阻燃體系是沒問題的，但將來可能會發(fā)生改變。”一直在用戶端幫助改性塑料企業(yè)開發(fā)無鹵阻燃產(chǎn)品的葉文在接觸客戶時發(fā)現(xiàn)，很多原來做有鹵阻燃的線纜廠商，尤其是主打電腦充電線、手機線等小線產(chǎn)品的廠商，現(xiàn)在已經(jīng)在開發(fā)無鹵阻燃的產(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，我國發(fā)展無鹵阻燃劑有四大動力。成本方面，中國是“富磷貧溴”的國家，溴元素的獲取、加工、運輸?shù)某杀竞铜h(huán)境影響性都要遠大于磷；環(huán)保方面，我國溴資源主要集中于山東，2017年下半年以來，山東已關閉轉產(chǎn)化工生產(chǎn)企業(yè)約600家、停產(chǎn)整頓2000余家，預計溴系阻燃劑會長期維持高位狀態(tài)，這直接促進了無鹵阻燃材料的發(fā)展；政策方面，國內(nèi)外的阻燃劑環(huán)保政策都更青睞無鹵阻燃劑；技術方面，溴系阻燃劑在煙密度、煙毒性、滴落物等方面存在不足。

當今世界的阻燃劑研究在朝著無鹵化的方向發(fā)展，未來部分鹵素阻燃劑會退出歷史舞臺，而新型綠色環(huán)保阻燃劑必將成為今后研究開發(fā)的熱點。