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聚合型阻燃剂为建筑行业绿色化进程提速
2020年18期 发行日期:2020-09-16
作者:■朗文

  用于建筑墙体保温隔热的聚苯乙烯(PS)泡沫需要阻燃剂的保护。从2021年12月25日起,中国将禁止使用六溴环十二烷(HBCD)。届时,聚合型阻燃剂Emerald InnovationTM 3000将成为用于PS泡沫的一种高效、可持续解决方案。

  建筑节能是全社会绿色发展的重要组成部分。为达到国家对建筑防火的最新标准,当前应用最为广泛的建筑保温材料聚苯乙烯(PS)在使用时需要添加阻燃剂。但目前在PS泡沫中仍在使用小分子阻燃剂六溴环十二烷(HBCD)。这种阻燃剂属于持久性有机污染物,在中国生产和使用的特定豁免将于2021年12月25日终止,寻找新的替代品迫在眉睫。朗盛旗下的聚合型阻燃剂Emerald InnovationTM 3000具有的诸多优势,使其成为优选的替代产品。

更具可持续性的下一代阻燃剂

  消防安全是社会面临的永恒挑战。虽然国家已制定了一系列相关法律法规和标准以保护公民的人身安全,但火灾仍然时有发生。鉴于此,阻燃剂的应用十分关键。

  有机化学阻燃剂主要分为溴系和磷系添加剂,在各种应用领域如E&E(电气和电子)、电线和电缆、建筑和施工,以及汽车和运输等中,用于保护聚合物。据预测,2023年之前,中国溴系和磷系有机阻燃剂的消费量将以4.8%的年均速度增长,需要开发新的阻燃剂以支持该增长。

  与此同时,随着公众对化学品毒性的关注,以及对化学品暴露危险的认知不断提高,在各下游应用领域,化工可持续解决方案越来越受到推崇。对于阻燃剂来说,可持续的定义之一是,解决方案在应用于终端产品中时,不具有生物可获得性,并且不会释放到环境中去。

  从阻燃剂的发展趋势来看,更具可持续性的下一代阻燃剂将是化学键合的反应型阻燃剂和具有高分子量及较低的生物可获得性的聚合型阻燃剂。阻燃剂的演变见图1。

替代PS泡沫用小分子阻燃剂迫在眉睫

  建筑保温是一种简单有效的节能方式,有助于气候保护。其中PS泡沫是最有效的建筑保温材料之一。作为有机保温材料,为满足中国建筑设计防火规范的要求,目前在PS泡沫中小分子阻燃剂HBCD应用仍较为广泛。

  经第十二届全国人大常务委员会第二十一次会议批准,《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》修正案中所列的HBCD,对用于建筑物中膨胀聚苯乙烯(EPS)和挤塑聚苯乙烯(XPS)的持久性有机污染物HBCD的生产和使用的特定豁免在中国将于2021年12月25日终止。因此,开发和应用更具可持续性的阻燃剂迫在眉睫。

  遵循阻燃剂的发展规律并结合EPS和XPS保温隔热泡沫的生产工艺,一种聚合型的添加剂产品将成为PS泡沫生产应用中的可持续性阻燃解决方案。

  聚合型添加剂具有较高的分子量,增加了抗迁移、萃取、蒸发性能,从而减少了阻燃剂从聚合物中释放到环境中的风险。

  并且据评估,聚合物的高分子量限制其通过生物膜,因此聚合物不容易被完好的消化道吸收。这就减少了其生物可获得性、潜在的暴露风险,以及不利的健康影响。而小分子替代品无法提供这些优点。

  这些要求推动了聚合型阻燃剂Emerald InnovationTM 3000作为下一代阻燃技术的发展。由于其具有高分子量,因而具有较低的生物积累性。Emerald InnovationTM 3000是一种三嵌段丁苯溴化共聚物,分子结构见图2。该聚合物结构使得Emerald InnovationTM 3000不容易被生物获得,从而避免了像其他小分子溴系阻燃剂用于PS泡沫产品而产生的环境问题。

Emerald InnovationTM 3000可满足高标准防火要求

  随着国家强制性标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的实施,对建筑外墙保温材料防火安全性能的要求越来越高。

  表1中优异的测试结果表明,Emerald InnovationTM 3000能够生产高质量的XPS保温材料,满足中国防火安全标准,适用于EPS和XPS。


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