寻找合适替代品 新技术规范禁止使用含卤灭火剂

【慧聪消防网】欧盟最新的、严格的安全防火技术规范和有关含卤灭火剂环境污染问题的讨论给塑料活性添加剂的研发带来了新的推动力。市场中，大量的新产品不断涌现，许多日常使用的物品和技术产品都有了更高的防火安全性能。

从蜡烛到整个房间的燃烧只需短短的几分钟时间。燃烧的火苗以最快的速度通过窗帘、沙发、窗户和墙纸寻找着可以继续燃烧的“营养物质”。灭火剂无法阻止真正燃烧起来的大火，无法阻挡烈火的迅速扩张。它只能在日常用品中产生一定的阻燃性能，例如在飞机中、显示器外壳中、汽车顶棚中都有一定的阻燃作用。可以用作阻燃剂的材料多种多样，有溴、铬、磷、铝、锰和氮。BASF公司的市场调查员KlausUske先生指出：“原则上讲，含卤的阻燃剂有着很好的防火阻燃性能。”

“基于毒理学、生态学和经济学的理由是要放弃这种阻燃剂的”。尽管如此，在这一领域中却多多少少发生了一些变化。官方报道中也有越来越多的有关防火和健康标准方面的讨论。无毒的和有利于环境保护的阻燃剂适用于日用消费品的阻燃剂生产成为重点，近几年来含卤阻燃剂在市场上也受到了强烈的评判。人们怀疑它在燃烧时会产生二氧化物。按照欧盟2002/95/EG标准“RoHS限制生产危险品”的规定，从7月1日起，在许多电器和电子产品中不得使用铅、水银、镉、铬（VI）和含溴阻燃剂。

其它的法律法规也加重了尝试使用含卤阻燃剂的难度：随着IEC60335标准的修改，当自动工作的家用电器中工作电流较大（大于0.2A）时，必须进行更加严格的耐火性能测试。属于这一范围的家用电器产品包括：洗衣机和洗碗机的电气开关和插头、电冰箱和电烤箱，另外也包括吸尘器和排烟机中的电动机。在上述规定中进行的耐火试验中，在检验和观测时间内，电器产品产生的火焰必须在一分钟内熄灭。而在更加严格的耐火试验中则根本不允许出现火苗，这就对塑料材料中使用的阻燃剂提出了非常高的要求。市场上只有少数几种聚酰胺材料满足了这一极为严格的标准要求。BASF公司根据这一更加严格的家用电器安全规范的要求迅速在市场中作出了反应，推出了两种新的聚酰胺材料（PA）品种。其中UltramidA3X4G7是一种全新的PA66型尼龙材料，含有35%的玻璃纤维，而UltramidA3UG5则含有25%的玻璃纤维，并且专门按照新标准进行了优化改进。两种材料都采用了含卤阻燃剂。

无卤替代产品的需求正不断增加，如同调查咨询公司Frost&Sullivan进行的市场调查分析所得。在欧洲市场中，阻燃化学产品在欧盟委员会统一了防火标准之后的市场销售额可从2005年的7.149亿美元提高到2012年的11.165亿美元。

重要的限制条件

尽管如此，含卤阻燃剂的生产还不会退出历史舞台。新型替代阻燃剂的研发和研究费用很高，而原材料和能源的价格却在不断上涨。Basel市Ciba专业化工公司的OlivierPillet先生解释说：“研发阻燃聚合物材料的最大要求是：在保证满足防火规范要求的同时不能损失聚合物的其它性能，例如抗紫外线照射的能力。”同时他还指出了一些重要的限制条件：“尽管无卤阻燃剂的市场需求不断提高，但是市场并没有能力在目前品种较少的状况下一跃满足所有的要求。而且，新型化学材料的研发本身就是一项风险很高、时间不定的任务，尤其是在防火标准规范不断修改、越来越严格的前提下。因此在我们这个行业内，人们首先致力于现有阻燃剂的改进，以便找出最好的无卤替代产品。”位于德国Hürth-Knappsack市Clariant公司的AdrianBeard博士解释说：“除此以外，不只有一种替代产品。现代化的阻燃剂应能满足各方面的要求，例如：可以很好地与被添加母体材料结合在一起的性能，有效阻止火焰的燃烧，很好的环境保护性能和价廉物美。从技术的角度来讲，一方面要求阻燃剂应对聚合物材料的性能影响很小，另一方面，新的阻燃产品应可以经济地大批量生产。”原则上讲，使用标准的塑料材料对于化工企业的经济效益有着一定的限制。

阻燃剂商务发展公司负责人HeikoTebbe博士在化工商务组织会议中已经阐明了这一发展趋势：“不同的应用领域有着不同的要求。大量使用含卤阻燃剂的应用实例已经明确表明没有通用的无卤阻燃剂适用于各种聚合物材料和各种不同的应用目的。在研发含卤阻燃剂的替代材料时，必须合成大量的新材料。”即使是找到了合适的替代材料，也不代表大功告成。Tebbe博士明确说道：“实验研发成功的新型替代产品的检验还需要付出很高的研发费用，一笔不仅仅是我们需要支付的费用，而且是我们用户也需要支付的高额费用：因为用户也需要在他们的流程工艺中对这种新型阻燃剂进行流程工艺验证。”对新型阻燃剂材料的性能要求有下列几个方面：燃烧性能、热稳定性、电性能的机械性能以及颜色（有利于产品设计）。“各种组合在一起的要求越复杂，新型阻燃剂材料的研发生产就越困难。”Uske先生说道。他还列举了几个实例：“环保型阻燃剂Melapur的化合物对塑料的弹性模式有影响，而镁化合物对韧性有不利作用，红色的磷对塑料的着色能力有限制。”各种新研发的阻燃剂都有这样或者那样的缺陷。因此，Lanxess公司在他们研发过程的早期就集中精力致力于磷基阻燃剂的解决方案。他们研发工作的成果就是投放市场的LevagardDMPP阻燃剂。当前，他们在聚胺脂软发泡塑料领域中投放的是无卤LevagardTPLXS51053型阻燃剂产品。这是一种含卤阻燃剂的替代产品，适合于在多种聚合物塑料中使用，例如在酚醛树脂、PC/ABS、聚胺脂和软PVC等塑料中充当阻燃剂。

Ciba公司生产的无卤阻燃剂有FlamestabNOR116和Melapur200。前者适用于在薄聚酯膜中使用，再加上纤维材料、无纺布和表层覆盖物。它不仅具有很好的抗紫外线照射性能，而且也有很好的防火阻燃性能。与含卤的阻燃剂材料相比，它有着更好的塑料加工性能，对聚合物材料没有不良作用。Melapur200适于在阻燃要求高的应用场合中使用，重点应用于电气和电子工业产品以及运输包装物中。

财务负担问题

流程生产工艺的可行性是一个方面，新研发阻燃剂的费用问题是另一个方面。正如Tebbe博士所说的那样：“与其他新产品一样，经济性好坏都是人们都关心的问题。”根据欧盟有关的化学产品法律法规，新材料和新产品必须注册登记，而这也增加了财务费用，而且是在各种新产品一开始就会产生的费用。新产品的注册登记费用视产品产量多少而定，最多可高达六位数字。Tebbe博士说：“我们给自己提出的要求是：为用户提供他们所希望的替代产品。我们的方案和质量是建立在多年磷化工产品生产研发经验基础上的，因此我们可以保证：我们也能满足用户未来的需求。我们目前90％的无卤阻燃剂是磷基阻燃剂。我们没有必要为此而改变我们的产品战略，没有必要重新分配我们的生产能力，以提高无卤阻燃剂的产量。但是我们将对无卤阻燃剂需求增长的市场作出反应，使我们的生产能力与市场需求保持一致。”尽管在一段时间内这种无卤阻燃剂的价格随原材料的价格上涨而提高、并且最终将转嫁到用户身上，但是仍然很难估计价格的高低。“这与整个增值链中增值多少的透明度有关。从我们的角度出发，如果法律法规没有对化工产品给于规定，市场不是犹豫不决地进行调整，则对于绿色产品应该支付更多的费用。”Beard先生肯定地说道。到目前为止，主要是最终阻燃产品的生产厂在推动着无卤阻燃产品的发展，并且希望在原材料和供货方面支付最少的费用。

RoHS指令：相同与不同？

RoHS指令是欧盟2002年度制定的2002/957EG规范，电子电气仪器中特定有害原材料使用的限制规范，是所有欧盟成员国都必须遵守的统一的标准规范。在德国，这一欧盟规范于2005年3月16日以电子和电气元器件法规的形式公布并执行。

无论欧盟的RoHS指令是否在欧洲统一以国内法律的形式贯彻执行，据ZVEI德国电气电子工业协会报道，在欧盟内部就有着差异，还包括某些欧盟成员国对应用领域加以扩展的解释说明。

这样的结果将是导致贸易壁垒。而且对“在交通中使用”和“投放市场”的解释也是有争议的。当大多数欧盟国家将第一次投入交通使用当作决定性因素看待时，例如比利时将各个销售商交付最终用户定义为投入交通使用。同时，ZVEI还指出除了欧盟规范中有关原材料规定的限制以外，有些国家还更多地出现了类似的法规，例如在中国、韩国和美国的一些地区。德国电气电子工业协会继续贯彻、使用统一的原材料限用规范是对不同生产厂生产不同用途产品的一种保护，是对附加费用增加的一种保护。

ZVEI德国电气电子工业协会出版的“商务指南：沿供应链的信息交流”和Orgalime出版的“RoHS规范实践指南”将会对你有实际的帮助。这些信息资料可以在ZVEI德国电气电子工业协会的网站中查阅。