市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)大觀研究（Grand View Research）的數(shù)據(jù)顯示，阻燃(FR)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求正在上升，預(yù)計(jì)到2027年，阻燃產(chǎn)品市場(chǎng)復(fù)合年增長(zhǎng)率為3.6%。來自電子電氣、交通運(yùn)輸、建筑工程等領(lǐng)域的需求，推動(dòng)了阻燃產(chǎn)品市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

阻燃產(chǎn)品有助于防止火災(zāi)蔓延，涵蓋范圍相當(dāng)廣泛。阻燃樹脂主要分為兩大類：鹵化樹脂和無鹵樹脂。溴是阻燃熱固性樹脂中最常用的鹵素，但溴會(huì)產(chǎn)生有毒的黑煙，這使其無法應(yīng)用在某些終端產(chǎn)品中。與溴相比，另一種常用的鹵素——氯，產(chǎn)生的煙霧較輕。然而，氯在阻燃方面的效果較差，且在本質(zhì)上仍然有毒。

由于鹵素化合物所帶來的環(huán)境問題，許多國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)法律禁止或限制鹵素化合物在某些終端產(chǎn)品中的應(yīng)用。因此，阻燃樹脂的發(fā)展集中在對(duì)環(huán)境友好的無鹵樹脂上。

復(fù)合材料行業(yè)中常用的無鹵阻燃樹脂通常基于三水合氧化鋁(ATH)或膨脹型阻燃劑。ATH含有34.6％的結(jié)晶水，這種水在高溫(起點(diǎn)為230℃)下汽化，揮發(fā)時(shí)帶走大量熱量，降低了周圍溫度和氧濃度，并分解成氧化鋁，附著在主體(可燃物)表面，產(chǎn)生隔離層，隔絕了樹脂燃燒所需氧氣的供應(yīng)，保護(hù)了主體。膨脹型阻燃劑基于磷、氮的化合物，通常依賴于填料。這就限制了它們?cè)谀承┲圃旃に囍械膽?yīng)用。此外，膨脹型阻燃劑易吸水，因此應(yīng)限于室內(nèi)應(yīng)用。

其他能起到一定阻燃作用的填料有硫酸鈣和碳酸鈣。但這些阻燃劑在某些制造工藝中的應(yīng)用受到了限制，原因在于這些材料的粘度過高，容易被過濾掉，從而使得填料無法均勻分布。

隨著樹脂供應(yīng)商不斷開發(fā)新的無鹵化阻燃產(chǎn)品，他們面臨著雙重挑戰(zhàn)：既要遵守嚴(yán)格的阻燃要求，同時(shí)要解決應(yīng)用于制造工藝時(shí)出現(xiàn)的問題，使這些樹脂更易于使用。后者對(duì)制造設(shè)施至關(guān)重要。以下是阻燃樹脂的常見制造方法和潛在問題：

開模制造

開模工藝是使用最為廣泛的玻璃鋼零件生產(chǎn)工藝，包括噴射短切和手工鋪層。大多數(shù)阻燃樹脂可以有效地應(yīng)用于開模制造工藝。然而，當(dāng)使用高填充樹脂時(shí)，存在潛在的加工問題，包括纖維增強(qiáng)體浸透差或玻璃纖維含量低影響力學(xué)性能。

閉模制造

閉模工藝包括樹脂傳遞模塑成型(RTM)，輕質(zhì)樹脂傳遞模塑成型(LRTM)和真空導(dǎo)入。在閉模工藝中，使用ATH填料的阻燃樹脂始終是一個(gè)工藝挑戰(zhàn)。由于填料系統(tǒng)的高粘度和復(fù)雜的纖維增強(qiáng)構(gòu)型，根據(jù)所使用的閉模工藝，ATH能被過濾掉或不能正常和均勻地流動(dòng)。

對(duì)于RTM和LRTM等工藝來說，ATH重量占比高達(dá)40%，可成功用于滿足許多阻燃樹脂的標(biāo)準(zhǔn)。從這個(gè)角度來看，開模阻燃樹脂可以與ATH一起使用，且ATH重量占比可高于60%。然而，由于ATH的高粘度，它不能應(yīng)用于真空導(dǎo)入工藝。在真空導(dǎo)入工藝中，填充樹脂在被滲透時(shí)無法流過增強(qiáng)物。因此，樹脂供應(yīng)商面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是開發(fā)出不需要加入ATH的無鹵化阻燃樹脂。

板材制造

在制造過程中，玻璃鋼板材通常封裝在塑料薄膜中，以保持工藝清潔，同時(shí)生產(chǎn)平整、光滑、浮雕或波紋形狀和表面。高溫連續(xù)成型工藝是產(chǎn)量最高的工藝。目前成功使用的樹脂是基于ATH填充系統(tǒng)，但面板制造過程面臨許多與開模工藝相同的挑戰(zhàn)。

此外，在生產(chǎn)具有阻燃要求的終端產(chǎn)品時(shí)，還使用了許多其他的制造方法，包括拉擠工藝和片狀模塑料(SMC)。無論采用何種工藝，在處理阻燃樹脂時(shí)都會(huì)遇到一些常見挑戰(zhàn)，包括：

·達(dá)到所要求的阻燃標(biāo)準(zhǔn)

·處理較高的加工粘度

·無法使用填充系統(tǒng)

·重量的增加

·半透明度

·達(dá)到所要求的力學(xué)性能

非填充阻燃樹脂的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是成本的增加。然而，如果考慮到非填充阻燃樹脂的優(yōu)點(diǎn)，如玻璃纖維增強(qiáng)物含量高、力學(xué)性能提升、厚度和重量的減少，則總體而言，非填充阻燃樹脂是具有成本效益的。此外，非填充阻燃樹脂可以更容易地進(jìn)行加工，從而提高產(chǎn)量。

過去10年中，對(duì)環(huán)境友好的無鹵化樹脂的研究和開發(fā)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。通過與制造商的密切合作，樹脂供應(yīng)商解決了許多制造方面的挑戰(zhàn)。鑒于一些新興阻燃樹脂的特殊性能，下一代阻燃復(fù)合材料的發(fā)展具有光明的前景。

本文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)編譯，文章觀點(diǎn)不代表本會(huì)立場(chǎng)。本文不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)。