■ 作者 中国化工信息中心咨询事业部
随着高分子合成以及加工技术的不断进步,工程塑料已经渗透到人们生产生活的各个领域,在一些经常接触高温环境的领域中,工程塑料的阻燃性成为衡量其综合性能的一个重要指标。工程塑料阻燃体系包括阻燃剂、基础树脂、抗滴落剂等。其中,使用最多的阻燃剂为卤系(溴系)阻燃剂和磷系阻燃剂。
卤系(溴系)阻燃剂在气相中发挥阻燃作用其阻燃效率高,耐候性和热稳定性好,对材料的力学性能影响也较小。实际应用中,常与 Sb2O3 协同使用,可发挥更好的阻燃效果。然而值得注意的是,卤系阻燃剂在燃烧过程中会产生浓烟及腐蚀性气体等,给人类健康和环境带来严重的二次灾害,所以近年来低卤或无卤环保型阻燃剂备受关注。
磷系阻燃剂具有毒性和腐蚀性低、热稳定性好、效果持久等特性。在燃烧过程中分解形成的高沸点含氧酸可以促进聚合物脱水和炭化,并形成炭化残渣保护层,使聚合物与空气隔绝。同时,脱出的水分吸收大量的热,也可降低聚合物表面温度,从而达到阻燃的效果。
常见的阻燃工程塑料:
向左滑动,查看更多 >>>
01
防火阻燃法规收紧,刺激阻燃剂需求
阻燃剂是由防火阻燃法规驱动的产业。全球范围内,阻燃法规实施最严的领域为电子电器和电缆。近年来,为适应防火标准的提高,全球阻燃剂行业生产与应用技术不断进步,市场需求续增长。
2020 年全球工程塑料用阻燃剂需求量 31.1 万吨,其中电子电器领域需求量约 28.8 万吨,汽车领域的需求量约 2.3 万吨。无卤有机磷系阻燃剂方面,2020 年全球 BDP 的需求量 19.4 万吨,占全部阻燃剂需求量的 62%;其中电子电器领域的需求量约 17.3 万吨,汽车领域的需求量约 2.1 万吨。
电子电器领域:
近年来,随着各国对环保要求的提高, BDP、RDP 等无卤有机磷系阻燃剂在电子电器领域的需求量明显提升,越来越多的 ABS 和 HIPS 也被无卤阻燃 PC/ABS 所替代。
欧盟等发达市场现已禁止多溴联苯、多溴二苯醚等卤系阻燃剂在电子设备制造中的使用。自 2021 年 3 月 1 日起,欧盟新的电子显示屏生态设计法规更禁止了所有卤化阻燃剂在电子显示屏、显示器和电视的机箱和机座中的使用卤化阻燃剂。
新能源汽车领域:
新能源汽车市场容量的扩大将刺激工程塑料阻燃剂需求。工程塑料在电动车上的应用可以分为动力电池、充电桩、车身及功能件、电力电子器件等四大类,涵盖具体零部件种类超过 20 多种。
根据《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》,规划指出 2020 年国内充换电站数量达到 1.2 万个,充电桩达到 480 万个;电动汽车与充电设施的比例接近标配的 1:1。
5G 基站领域:
据华为预测, 2025 年全球 5G 宏基站总量将达到 650 万个,全球小基站总量 1200 万个,而中国市场将占到世界总量的 1/2(5G 宏基站 300 万个、小基站 600 万个)。
5G 基站的主要组成部分为基带部分(CU+DU)与射频天线(AAU)部分。随着5G通讯传输速率、信号强度等大幅提升,对从基站到各类终端设备所使用的材料性能提出了更高要求。
02
无卤有机磷系阻燃剂快速崛起
2020 年全球 BDP 实际产能 18 万吨/年。据不完全统计,目前拟在建项目产能 12.9 万吨/年,新增产能主要集中在中国。预计 2023 年我国 BDP 产能将达 31 万吨/年。
全球 BDP 产能分布以及拟在建计划见表1。
化信观点
当前,我国阻燃剂行业存在法规趋严、无卤替代、需求转移带来的三大契机。
有机磷系阻燃剂 兼顾阻燃效率和环保性,是目前市场增长最快的阻燃剂,发展潜力巨大。随着电子电器行业发展、新能源汽车推广、5G 建设及欧盟无卤化政策实施,预计全球工程塑料用阻燃剂需求量将进一步增长,2023 年需求量达 44.1 万吨,其中来自电子电器领域的需求量将达 37.6 万吨,汽车领域约 4.7 万吨,由欧盟无卤化带来的需求量 1.8 万吨。
无卤有机磷系阻燃剂 方面,预计 2023 年全球 BDP 的消费量 27.8 万吨,占全部阻燃剂消费量的 63%;其中电子电器领域的需求量将达 22.5 万吨,汽车领域约 4.2 万吨,由欧盟无卤化带来的需求量为 1.1 万吨。