¿Alguien puede contarme sobre el estado actual del mercado de retardantes de llama?
Con el desarrollo de la industria de materiales sintéticos de mi país y la continua expansión de los campos de aplicación, los retardantes de llama se utilizan en diversos campos, como materiales de construcción químicos, aparatos electrónicos, transporte, aeroespacial, mobiliario diario, decoración de interiores, alimentación, vestido, vivienda y transporte. Tiene amplias perspectivas de mercado. Además, los yacimientos de carbón, los yacimientos petrolíferos y la extinción de incendios forestales, entre otros, también han promovido el rápido desarrollo de la producción de retardantes de llama y agentes extintores de incendios en mi país. Los retardantes de llama en mi país se han convertido en el segundo aditivo de modificación de materiales poliméricos más grande después de los plastificantes. La capacidad de producción actual es de aproximadamente 200.000 t/a, el volumen de producción anual está entre 150.000 y 170.000 t y el consumo anual es de aproximadamente 200.000 toneladas. El déficit se importa principalmente de Estados Unidos e Israel. Las principales variedades importadas son los retardantes de llama organobromados y halógeno-fósforos. Hay más de 60 fabricantes de retardantes de llama en mi país, capaces de producir más de 50 tipos de productos, principalmente series de bromo-fósforo, entre los cuales los retardantes de llama a base de bromo son la serie más importante y representan aproximadamente el 30% de la producción orgánica de mi país. 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 consumo. El potencial de mercado es grande. Aunque el retardante de llama halógeno más utilizado entre los retardantes de llama tiene una eficiencia incomparable en comparación con otras series de retardantes de llama, no se puede ignorar su daño al medio ambiente y a las personas. Las cuestiones de protección ambiental son el foco de las empresas de desarrollo y aplicación de aditivos. Por lo tanto, las empresas nacionales y extranjeras han estado ajustando la estructura del producto de los retardantes de llama y aumentando el desarrollo de retardantes de llama eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
1. Estado actual de la aplicación y producción de retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente
Con la creciente conciencia de la gente sobre la protección, la seguridad y la salud del medio ambiente, países de todo el mundo han comenzado a investigar y desarrollarse ambientalmente. retardadores de llama amigables y enfoque de aplicación, y ha logrado ciertos resultados. Los retardantes de llama se clasifican según los elementos eficaces y se pueden dividir en retardantes de llama a base de fósforo, cloro, bromo y antimonio, a base de aluminio, a base de boro, etc. 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 de halógeno-fósforo y otros retardantes de llama. Varios de ellos se presentan respectivamente como aplicaciones respetuosas con el medio ambiente y prometedoras. retardantes de llama.
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. Los suministros y solicitantes globales de retardantes de llama han mostrado un gran entusiasmo por los retardantes de llama y libres de halógenos, y también han invertido mucho esfuerzo en el desarrollo de retardantes de llama y materiales retardantes de llama libres de 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 (APP) a base de fósforo inorgánico, dihidrógenofosfato de amonio, hidrogenofosfato de diamonio, ésteres de fosfato, etc., y ésteres de fosfato no halógeno a base de fósforo orgánico. Este último incluye principalmente hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, materiales modificados como hidrotalcita, etc. El polifosfato de amonio y la hidrotalcita son productos representativos de esta serie que son respetuosos con el medio ambiente y tienen buenas 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. Su fórmula molecular general es: (NH4P03)n. Debido a sus ventajas de buena estabilidad química, baja higroscopicidad, excelente dispersión, pequeña gravedad específica y baja toxicidad, en los últimos años se ha utilizado ampliamente como agente de tratamiento retardante de llama para plásticos, caucho y fibras; para preparar recubrimientos retardantes de fuego intumescentes. Se utiliza para el tratamiento de protección contra incendios de barcos, trenes, cables y edificios de gran altura. También se utiliza para producir agentes extintores de polvo seco para la extinción de incendios a gran escala en yacimientos de carbón, pozos petroleros y. bosques; además, también se puede utilizar como fertilizante. El grado de polimerización del polifosfato de amonio es la clave para determinar su calidad como producto retardante de llama. Cuanto mayor sea el grado de polimerización, mejor será el efecto retardante de llama e ignífugo. En China ya existen productos con un grado de polimerización superior a 100, mientras que es común que el APP (polifosfato de amonio) extranjero tenga un grado de polimerización superior a 500. La investigación y el desarrollo nacional del polifosfato de amonio comenzaron 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 las necesidades 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, también hay una pequeña cantidad de exportaciones. 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. Hay poca producción de polifosfato de amonio en regiones como el norte de China, el noreste de China y el noroeste de China. La escala de los equipos de producción nacionales de polifosfato de amonio es pequeña. Las plantas de producción más grandes son Guizhou Zunyi County Xinyuan Phosphating Co., Ltd. y Shifang Changfeng Chemical Co., Ltd., las cuales tienen una escala de equipos de 3000 t/a. El equipo de Rongtai también ha alcanzado las 3.000 toneladas anuales. Seguida por la fábrica de retardantes de llama Shanghai Xinhua, con una escala de producción de 2000 t/a.
La escala de equipo general es de 400-1000t/a, y la escala de producción mínima es de sólo 300t/a. A medida que el mercado de consumo de polifosfato de amonio siga expandiéndose, 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 tipo de 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 hidrotalcitas (LDH). Debido a la estructura en capas única y la composición de las capas de la hidrotalcita y la desnaturalización ajustable de los aniones entre capas, 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. Como retardante de llama de alta supresión de humo libre de halógenos, la hidrotalcita puede usarse ampliamente en plásticos, caucho, revestimientos y otros campos. El desarrollo de materiales funcionales en capas aniónicas de magnesio en mi país comenzó a fines de la década de 1990. Aunque la historia de su desarrollo es corta, se está desarrollando 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 nacional de producción de hidrotalcita 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 estableció en Dalian una línea de producción de hidrotalcita de 1.000 toneladas por año, sentando las bases para la construcción futura de equipos de producción a mayor escala. 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 el período pico de desarrollo como sustitutos de los retardantes de llama bromados.
1.2 Retardantes de llama australianos
La producción y el uso de retardantes de llama bromados tiene una historia de más de 30 años. Actualmente se producen más de 70 tipos de retardantes de llama bromados. los más importantes son el éter decabromodifenilo (DBDPO), el tetrabromobisfenol A (TBBPA) y el hexabromociclododecano (HBCD). La producción de los dos primeros representa alrededor del 50% de los retardantes de llama bromados. Algunos retardantes de llama bromados tradicionales están bajo la presión de requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos, lo que obliga a los usuarios a buscar sustitutos para los retardantes de llama bromados y, al mismo tiempo, promueve la aparición de nuevos sistemas retardantes de llama. El mercado cada vez más reducido de retardantes de llama bromados tradicionales, como los éteres de difenilo polibromados, ha proporcionado espacio de mercado para productos retardantes de llama bromados respetuosos con el medio ambiente, como la resina epoxi bromada y el decabromodifeniletano.
1.2.1 Decabromodifeniletano
El decabromodifeniletano (DBPE) fue desarrollado por primera vez por la American Albermale Company. Su masa molecular relativa, estabilidad térmica y contenido de bromo es un retardante de llama equivalente a. DBDPO pero no pertenece al sistema de éter de difenilo polibromado. No produce benceno-paradioxinas polibromadas (PBDD) ni difenilfuranos polibromados (PBDF) durante el proceso de combustión. También cumple con las regulaciones alemanas y de los EE. UU. Agencia de Protección Ambiental. Además, el decabromodifeniletano tiene mejor resistencia al calor, a la luz y a la 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 una variedad de plásticos de ingeniería, como ABS, PBT, PA y HIPS, con buenos resultados.
La tecnología de producción de decabromodifeniletano de mi país fue probada con éxito a escala industrial a finales de 2004 y comenzó a comercializarse en 2005. Los principales fabricantes 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., con una capacidad de producción total de aproximadamente 11.000 t/a. El decabromodifeniletano tiene amplias perspectivas en los mercados nacionales y extranjeros de retardantes de llama debido a su excelente desempeño y características.
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 puede producir un material retardante de llama. tiene buenas propiedades físicas y mecánicas y no se congela, por lo que se usa ampliamente en el tratamiento retardante de llama de PBT, PET, ABS, nylon-66 y otros plásticos de ingeniería, termoplásticos y aleaciones de plástico PC/ABS. Las resinas epoxi bromadas se dividen en tres categorías: baja, media y alta según el peso molecular relativo. Según la estructura del grupo final, se pueden dividir en tipo EP y tipo EC, que se pueden utilizar en diferentes materiales plásticos.
En los últimos años, la resina epoxi bromada se ha desarrollado rápidamente en mi país, especialmente por las deficiencias del bajo contenido de bromo, la pequeña masa molecular relativa y solo se puede utilizar como material aislante para macetas. En la actualidad, la tecnología de resina epoxi bromada de mi país puede producir productos que coincidan con el peso molecular relativo del polímero tratado con retardante de llama para lograr el mejor efecto retardante de llama y excelentes propiedades retardantes de llama. Los principales fabricantes incluyen Dongying Guangrao Haifeng Salt Chemical Co., Ltd. (1000t/a), Jinan Taixing Fine Chemical Co., Ltd., Laizhou Laiyu Chemical Co., Ltd., etc., 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 comenzado a recibir una atención cada vez mayor en los mercados nacionales y extranjeros.
1.2.3 Poliestireno bromado
El poliestireno bromado (BPS para abreviar) es un retardante de llama orgánico bromado con alta retardancia de llama y estabilidad térmica. Tiene buenas propiedades mecánicas, físicas y químicas. como estabilidad a la luz y estabilidad a la luz, y se usa ampliamente en plásticos de ingeniería como tereftalato de polibutileno, tereftalato de polietileno, éter de polifenileno y nailon-66. Las principales plantas de producción incluyen Shandong Dongying Wanda Group Co., Ltd., Shandong Shouguang Ocean Chemical Co., Ltd., Jiangsu Zhangjiagang Xinyi Chemical Co., Ltd., etc., con una capacidad de producción total de aproximadamente 1.000 t/a. y básicamente ninguna producción a escala industrial. Con el rápido desarrollo de la industria nacional de plásticos de ingeniería, la demanda de poliestireno bromado aumentará considerablemente 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 contienen tanto bromo como fósforo o átomos de bromo, fósforo y nitrógeno en la molécula. Tienen un efecto sinérgico en términos de propiedades retardantes de llama; el contenido de bromo en la molécula es bajo, el proceso de combustión va acompañado de menos humo y los gases volátiles menos dañinos pueden mejorar los ésteres de fosfato generales. las desventajas de alta volatilidad, pobre resistencia a la migración y pobre resistencia al envejecimiento térmico. Las principales variedades de productos incluyen dibromopentilglicol (DBNPG), fosfato de dibromopentilglicol y sales de cianamida de fosfato de dibromopentilglicol. Los retardantes de llama halógeno-fósforo se complementan entre sí utilizando diferentes mecanismos de acción para lograr resultados sinérgicos.
1.4 Otros
En los últimos años se han lanzado al 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 fosfinato con las marcas ExolitOP1311 y ExolitOP1312M1. La producción a escala industrial comenzó a finales de 2004. El retardante de llama intumescente Reogard1000 lanzado por Great Lake Company en los Estados Unidos en 2001, el nuevo retardante de llama de fosfato de melamina lanzado por DSM Company, la serie Safron de Dead Sea Bromide Company, Flamestab NORll6 y Tin2uviFR de Swiss Ciba Company, etc. Todavía no existe una producción industrial nacional de estos productos.
En resumen, aunque existe una cierta producción de retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente en mi país, aún no han formado una escala y representan una pequeña proporción de productos retardantes de llama (ver Tabla 1). ). El desarrollo de retardantes de llama en nuestro país debe centrarse en variedades eficientes y respetuosas con el medio ambiente, aumentar la investigación y el desarrollo de nuevos retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente y ampliar la proporción de retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente mediante el ajuste de la estructura del producto, para seguir siendo invencible en competencia futura.
2. Análisis de perspectivas de retardantes de llama respetuosos con el medio ambiente
En 2004, la producción mundial de plástico alcanzó los 210 millones de toneladas, y en 2005 fue de 210 a 220 millones de toneladas entre la producción asiática. todos los continentes La tasa de crecimiento más alta. Actualmente, hay cinco países en el mundo con una producción anual de plástico que supera los 10 millones de toneladas: China, Estados Unidos, Alemania, Japón y Corea del Sur. La cantidad de retardantes de llama utilizados en los plásticos retardantes de llama es generalmente de alrededor del 8%, lo que demuestra que la demanda mundial de retardantes de llama es asombrosa. La producción de plástico de mi país está creciendo muy rápidamente y es el segundo mayor consumidor de plástico del mundo después de los Estados Unidos. La producción en 2005 fue de 22 millones en 2003. El volumen de ventas de los tres principales mercados de retardantes de llama en los Estados Unidos, Europa Occidental y Asia. fue de 1,32 millones a 1,35 millones de toneladas, estimado en 1,4 millones a 1,45 millones de toneladas en 2005. La tasa de crecimiento anual promedio del volumen de ventas de 1998 a 2005 fue de alrededor del 3%. En 2005, el consumo total de retardantes de llama en los Estados Unidos fue de 570.000 a 580.000 toneladas, con una tasa de crecimiento anual promedio del 2,8% al 3,6% en los últimos 10 años. Por lo tanto, las perspectivas generales del mercado de retardantes de llama en el país y en el extranjero son buenas.
Debido a que los retardantes de llama de la serie de bromo son variedades tradicionales en el campo de los retardantes de llama, con un estatus destacado, antecedentes históricos y ventajas de rendimiento y precio, aunque existe controversia sobre los retardantes de llama de la serie de bromo, este debate formará una tendencia global. Puede llevar algún tiempo implementar o formar una prohibición gubernamental. Los investigadores nacionales y extranjeros todavía están entusiasmados con el desarrollo de nuevos productos de retardantes de llama bromados. Por lo tanto, los retardantes de llama bromados tradicionales todavía tienen un cierto espacio durante un cierto período de tiempo, y seguirán apareciendo más y mejores nuevos retardantes de llama bromados ecológicos y respetuosos con el medio ambiente para satisfacer la demanda del mercado.
Dado que es necesario agregar grandes cantidades de retardantes de llama inorgánicos, inevitablemente tendrán un gran impacto en las propiedades físicas y mecánicas del polímero, lo que requiere tratamiento de retardantes de llama inorgánicos. Sin embargo, a medida que la gente preste cada vez más atención al medio ambiente, los retardantes de llama sin halógenos se convertirán en la primera opción, especialmente algunos retardantes de llama inorgánicos nuevos o retardantes de llama sinérgicos con excelente dispersión y propiedades especiales tendrán buenas perspectivas de desarrollo y espacio en el mercado.
3. Conclusión
La industria de retardantes de llama de mi país se encuentra en un período de reorganización y transformación de la estructura de producción. Algunos retardantes de llama desaparecerán del escenario de la historia y surgirán otros sustitutos. Los retardantes de llama bromados se seguirán utilizando a gran escala durante más de diez años, pero a medida que aumente la presión de protección del medio ambiente, los nuevos retardantes de llama ecológicos y respetuosos con el medio ambiente seguramente se convertirán en un punto caliente para la investigación y el desarrollo futuros, y con el aumento de la demanda del mercado posterior. , el retardante de llama de mi país La industria farmacéutica marcará el comienzo de un período de prosperidad y desarrollo.