一、阻燃剂行业发展概况
1、阻燃剂概述
阻燃剂又称难燃剂,耐火剂或防火剂,是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂,属于精细化工产品。
近几十年来,有机合成高分子材料广泛使用,迅速代替钢材、木材等传统材料,目前世界塑钢比已达到50:50,而美国塑钢比更是高达70:30。但大多数有机合成高分子材料具有可燃及易燃性,人类面临新的火灾威胁。由于防火安全的需要,在使用有机合成高分子材料时需添加阻燃剂,以减少火灾的发生,保障人民生命安全和财产安全。目前阻燃剂已成为仅次于增塑剂的第二大橡塑助剂,产品广泛应用于塑料、橡胶等领域。
一般而言,阻燃技术主要分为添加型与反应型两种方式。相较于反应型阻燃剂,添加型阻燃剂使用范围比较广,其用量约占全部阻燃剂的85%左右。以塑料为例,主要用于塑料的阻燃剂多属于添加型阻燃剂,属于塑料改性添加剂的一种。其作用原理为在普通塑料粒料中添加与之匹配的阻燃剂,在搅拌机内充分混合,然后进入以双螺杆挤出机为主的混炼装置重新造粒,制备出具备阻燃改性的“阻燃塑料”。根据其组成元素的不同,添加型阻燃剂大体可分为有机卤系阻燃剂(主要为溴系阻燃剂)、有机磷系阻燃剂、无机阻燃剂等主要类型。公司的主要阻燃剂产品十溴二苯乙烷属于卤系阻燃剂中的溴系阻燃剂,募集资金投资项目“年产2,500 吨三聚氰胺聚磷酸盐、10,000 吨复配阻燃母粒及仓库建设项目”产品三聚氰胺聚磷酸盐属于有机磷系阻燃剂。
有机卤系阻燃剂主要有溴系阻燃剂和氯系阻燃剂,其中以溴系阻燃剂为主。
溴系阻燃剂约有70 多种,代表品种为十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)、十溴二苯乙烷(DBDPE)和六溴环十二烷(HBCD)等。溴系阻燃剂对基体材料的力学性能几乎没有影响,并且具有高阻燃效率、高性价比和多品种等特点,在通用塑料及工程塑料中优势明显。由于欧洲出台ROHS 环保指令,目前十溴二苯醚(DBDPO)、六溴环十二烷(HBCD)已被限制使用。绿色环保新型溴系阻燃剂十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯等将会成为溴系阻燃剂的主力军。
三大系列主要阻燃剂性能比较
项目
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有机卤系
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有机磷系
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无机系
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代表产品
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十溴二苯醚、四溴双酚A
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TCPP、BDP
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氢氧化铝、氢氧化镁
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阻燃效率
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最高
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高
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低
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环保性
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放出有毒、腐蚀气体
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低毒、低腐蚀、抑烟效果好
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低毒、低腐蚀、抑烟效果好
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相容性
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好
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好
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差
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价格
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价格适中
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价格适中
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较低
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主要缺点
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燃烧烟雾大、放出有毒腐蚀性气体
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挥发性大、热稳定性差
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添加量较大、影响材料的物理机械性能
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主要应用领域
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通用塑料、工程塑料等
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聚氨酯、工程塑料
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通用塑料、橡
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有机磷系阻燃剂根据是否含氯可分为有卤磷系阻燃剂和无卤磷系阻燃剂。
有机磷系阻燃剂以磷酸酯为主,代表品种为三氯丙基磷酸酯(TCPP)、磷酸二苯酯(BDP)等。有机磷系低毒低腐蚀,但挥发性高且热稳定性相对较弱,经过改进后目前已有多种有机磷系阻燃剂与有机材料相容性有所改进,产品单位成本相对较高。
无机阻燃剂以金属氢氧化物为主,主要品种有三水合氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑等。无机阻燃剂价格低廉,但其阻燃性能低,与聚合物相容性差,大量添加会降低基体材料的机械性能。若加入像尼龙、PBT 等高性能材料会造成抗冲击强度严重下降。尽管目前通过阻燃剂复配以及表面处理技术的发展可以降低添加量和改善阻燃材料机械性能,但仍不适用于中高端应用领域。
2、行业现状及未来发展趋势
(1)阻燃剂需求不断增加
为适应生活节奏加快和生活品质提高的需求,国际上电子电器产品的更新速度不断加快,生产和消费量持续增长,人们对与日常生活密切相关的消费电子和汽车等产品的安全、防火性能日益关注,从而带动了阻燃剂的用量上升。
同时,基于产品安全的考虑以及国家标准逐年提高,下游厂家对阻燃剂的阻燃效率和用量要求不断提高,对环保、高效的新型阻燃剂的需求亦不断增加。
(2)环保型阻燃剂市场地位日益重要
随着人们对健康和环境关注程度的不断提高,对人类健康损害较少、环境友好型的环保型阻燃剂将成为未来阻燃剂发展的方向。环保型阻燃剂必须满足三个条件:A、非PBT(PBT: Persistent, Bio-accumulative and Toxic)物质,即化学品对环境的释放不具有持久性、生物累积性和毒性,同时也应当是非CMR(CMR: Carcinogenic, Mutagenic or Toxic for reproduction),即对人体没有致癌、致突变和生殖毒性方面的影响;B、在包括上游原料获取与制备、产品生产与运输和下游使用回收环节的全生命周期中,对环境的影响最小;C、满足相关法规监管和性能的要求。
环保型阻燃剂分类
分类
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主要品种
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溴系阻燃剂
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十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯
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磷系阻燃剂
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红磷母粒、间苯二酚双(二苯磷酸酯)
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氮系阻燃剂
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三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸、三聚氰胺磷酸酯
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无机阻燃剂
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氢氧化铝、氢氧化镁
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随着对阻燃剂产品研究的不断深入,人们对阻燃剂安全性、环保性的认识也将日益全面,环保型阻燃剂将得到更好的研发和应用。例如,十溴二苯乙烷即属于新一代环保型阻燃剂,是过去具有挥发性的十溴二苯醚阻燃剂良好的替代产品,在保留十溴二苯醚阻燃效率高、经济效益佳等优点的同时,克服了有害物质二噁英生成和逸出的问题;而且添加十溴二苯乙烷的材料具备良好的可回收性,符合材料循环使用的要求。
二、阻燃剂行业利润水平分析
阻燃剂上游原材料的价格变动和下游主要应用领域的需求直接影响着行业利润水平。一般而言,具有持续创新能力、技术水平较高、规模效应明显的企业可以维持较高的利润水平。
我国阻燃剂行业的利润水平一方面受溴素、磷酸盐等原材料价格影响;另一方面行业下游主要应用领域塑料行业、建材行业也直接影响行业利润水平。尽管近年来原材料价格呈上涨趋势,但行业内规模领先企业仍可凭借下游旺盛的需求及行业地位优势随之提升产品价格,保持较高的利润水平。
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