溴系阻燃剂的生产和使用已有30多年,现在具有一定生产规模的溴系阻燃剂约有80种,最主要的工业溴系阻燃剂是十溴二苯醚和四溴双酚A,两者的产量约占溴系阻燃剂总产量的50%。另一个重要的溴系阻燃剂是六溴环十二烷。但近年来十溴二苯醚的产量日有下降。
十溴二苯醚化学结构式
四溴双酚A结构式
近年来,高分子溴系阻燃剂(如溴代聚苯乙烯及溴代聚苯乙烯的聚合物和共聚物)备受人们青睐和重视,用量日增。因为与低分子溴系阻燃剂相比,高分子者热稳定性更高,与基材的相容性更好,迁移性更低,对环境更友好,对人类健康的影响更小。
溴代苯乙烯结构式
溴系阻燃剂已被证明是一类很有效的阻燃剂,它用于很多日用品和工业产品的阻燃。目前全球电子电气产品使用的阻燃剂中约有70%左右仍是溴系阻燃剂。但随着阻燃剂的无卤化,此比例将会降低。
溴系阻燃剂的主要优点是阻燃效率高,性价比居现有各类阻燃剂之前列。对基材的性能影响小,适用范围广(适用于阻燃多种塑料、橡胶、纤维及涂料),热稳定性高,水溶性低,水解稳定性优异;原料来源充足,制造工艺成熟,价格可为用户承受。
溴系阻燃剂的严重缺点是它们阻燃高聚物在燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体,且使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低。其次,溴系阻燃剂一般与氧化锑并用,这样使材料的生烟量更高。特别是,自1986年起,发现多溴代二苯醚及其阻燃高聚物的热裂解和燃烧产物中含有致癌物多溴代双苯并二恶烷及四溴代双苯并呋喃。而且近年发现个别溴系阻燃剂(如多溴二苯醚类)本身对环境和人类健康存在潜在的危害性,这显然与当今的环保要求相悖。根据2003年1月欧盟颁布的RoHS指令,自2006年7月起,在新上市的电子电气产品中禁用五溴二苯醚及八溴二苯醚。尽管目前尚未发现十溴二苯醚的明显毒性,RoHS指令已将其豁免(此豁免被欧洲法院于2008年4月1日否决,原因是通过该豁免的程序有误),但当前人们对溴系阻燃剂的态度十分审慎,这自然给溴系阻燃剂的前景蒙上一层阴影。不过,由于溴系阻燃剂在阻燃领域举足轻重的历史地位,而且在很多应用领域,目前还难以找到溴系阻燃剂的适合代用品(特别是一些耐高温、且对环境较友好的含溴齐聚物及高聚物)所以溴系阻燃剂在很多地方仍然是无可奈何的选择。直到2013年,溴系阻燃剂的绝对产量也未见减少。目前,开发和应用新的溴系阻燃剂的工作仍在进行。但是,寻找溴系阻燃剂的代用品,特别是多溴二苯醚的代用品,逐步实现阻燃剂的无卤化和环保化,乃是阻燃剂发展的必然趋势。目前,欧盟还在对多种阻燃剂进行危害性评估,有些评估结果将于近期完成和公布,这将会对溴系阻燃剂的前景产生进一步的影响。
现在工业上生产的重要溴系阻燃剂主要有:四溴双酚A类、溴代苯酚类、四溴邻苯二甲酸酐类、多溴二苯醚类、其他芳香族溴系阻燃剂、脂肪族及脂环组溴系阻燃剂、含溴低聚物及高聚物等。