告别锑危机：无卤阻燃技术引领行业新革命

在当今高度互联的制造业世界中，我们都深刻体会到供应链中断可能对整个行业造成的毁灭性影响。目前的三氧化二锑市场正是这种情况的典型写照——既带来严峻挑战，也创造了创新契机。随着制造商面临这种关键阻燃协效剂成本飙升和供应不稳定的双重压力，寻找可靠替代方案已成为当务之急。

 

弗劳恩霍夫UMSICHT生命周期评估研究的作者Daniel Maga、Adrian Beard和Venkat Aryan，展示了从磷矿石到电动汽车电气连接器的产品全生命周期关键阶段

 

三氧化二锑供应链挑战

数据背后揭示了一个令人忧心的现实。仅在过去一年，三氧化二锑价格就暴涨了400%。根据Fastmarkets 2024年7月的市场分析，市场经历了“自20世纪80年代初开始追踪价格以来锑市场史上最剧烈的价格飙升”。最新（截至发稿时）市场报告显示，2025年初价格已攀升至每吨51,500美元，给依赖这种材料的制造商带来了巨大的成本压力。

这种价格剧烈波动主要源于全球供应结构。全球约75-80%的三氧化锑产量集中在中国，中国主要锑生产地区加强了环保标准实施，部分企业因此调整了生产计划。同时，矿山储量日益枯竭和原料品质问题进一步限制了产量增长。

此外，全球战略资源管理趋势也是影响因素之一。锑因其在阻燃剂、电池、半导体和国防应用中的重要价值，被多国视为关键战略资源，全球需求持续攀升。中国作为主要生产国，对包括锗、镓和锑在内的关键矿物实施了出口管制，要求出口商在国际贸易中遵循特定程序。各国对战略资源的重视程度提高，加上供需结构变化，共同导致了市场价格波动，促使全球产业链开始探索替代技术方案。

锑价格飙升的连锁反应

这场供应链危机的影响已蔓延至众多行业。对于所有使用溴化阻燃剂与三氧化二锑组合的制造商而言，影响尤为显著——这种组合广泛应用于电子产品、交通运输部件和建筑材料的塑料中。

首当其冲的是直接成本激增。三氧化二锑通常占阻燃塑料配方的2-4%，用作溴系阻燃剂的协效剂。随着价格翻两番，这直接导致生产成本大幅攀升，要么挤压企业利润空间，要么迫使下游产品涨价。

其次是材料供应的不确定性。当关键原料面临如此大的波动时，生产计划变得异常困难。制造商必须要么增加库存（占用大量流动资金），要么冒生产中断的风险。

这些压力在电子制造、汽车应用和建筑材料领域尤为明显——这些领域对阻燃性能的要求是安全和法规合规性的底线，不容妥协。

 

基于磷技术的独特优势

基于磷的阻燃剂技术为行业提供了一条全新出路。科莱恩的Exolit OP技术代表了一种创新的无卤解决方案，不仅能够应对当前的供应链挑战，还能带来诸多额外优势。Exolit OP阻燃剂由科莱恩发明并获得专利保护，已在聚酰胺和聚酯等工程塑料以及部分环氧基热固性应用中获得广泛认可。该产品在全球范围内供应充足，在德国和中国均设有生产基地。

“当前三氧化二锑市场的剧烈波动为制造商带来了挑战与机遇并存的局面。”科莱恩添加剂部门阻燃剂营销与倡导负责人Adrian Beard表示，“解决眼前的供应链困境将推动企业转向基于磷的技术，这些技术不仅提供卓越的阻燃性能，还带来显著的环境效益。这不仅是解决当下问题的权宜之计，更是为未来构建更具韧性的长远之策。”

与传统依赖溴化阻燃剂/三氧化二锑组合的系统不同，Exolit OP通过完全不同的阻燃机制发挥作用。除了在气相中抑制火焰区域的化学反应外，基于磷的化学成分在燃烧过程中还会形成保护性炭层，有效隔绝下层材料与氧气和热量的接触。这种创新方法已通过独立研究得到科学验证。

欧盟的ENFIRO项目（环境兼容阻燃剂的生命周期评估）汇集了12个研究机构，对15种商业化非卤阻燃剂进行了全面研究，结果表明像Exolit OP这样的无卤方案 “提供与溴化阻燃剂相当的防火性能和技术应用能力，同时产生更少的烟雾和烟雾中的有害成分”。

 

可持续发展的显著优势

虽然当前的成本压力和供应不稳定可能是企业考虑替代方案的直接动力，但基于磷的阻燃剂在环境方面的卓越表现提供了更为长远的价值。

弗劳恩霍夫环境、安全和能源技术研究所（UMSICHT）的研究团队在2024年2月发表的一项生命周期评估中，对比了基于次膦酸盐的阻燃剂与溴化替代品。这项题为《迈向可持续防火安全：电动汽车和电子设备中基于次膦酸盐和溴化阻燃剂的生命周期评估》的研究发现，基于磷的解决方案在环境方面具有明显优势。

作为一种基于磷且完全无卤的产品，Exolit OP与传统溴化阻燃剂相比代表了环境友好型的先进选择。随着行业面临日益严格的化学品安全法规和消费者对环保产品的强烈需求，这一优势变得尤为重要。

大量测试证明，与卤化替代品相比，基于磷的阻燃剂在燃烧过程中产生的烟雾显著减少。这一特性不仅降低了火灾事件的环境影响，还通过改善疏散过程中的能见度提高了人员安全性。

对于关注材料长期性能的制造商来说，基于磷的阻燃剂在回收过程中保持稳定性的特点尤为宝贵。Exolit OP即使经过多次机械回收循环后仍能保持其卓越的阻燃特性——随着循环经济理念在全球各行业日益普及，这一特性的价值愈发凸显。

 

性能上的突出优势

除了解决供应链脆弱性和环境效益外，基于磷的阻燃剂还提供了显著的性能优势，使其成为无论锑市场如何波动都值得采用的优质选择。与含三氧化二锑的溴化系统相比，Exolit OP阻燃剂通常只需更低的添加量就能达到同等效果。此外，密度优势尤为突出——基于磷的阻燃剂比含溴/锑系统具有更低的密度，能够在不牺牲阻燃保护的前提下生产更轻量的部件，这对追求轻量化的现代工业至关重要。

 

转向无卤阻燃剂的最佳时机

当前的三氧化二锑市场动荡为行业提供了重新评估阻燃策略的绝佳契机。通过采用Exolit OP等基于磷的创新替代方案，制造商不仅能够有效应对当前的成本和供应挑战，还能同时获得环境和性能双重提升。

这种转变与行业发展大趋势高度契合。对环境友好型阻燃解决方案的需求持续增长，受到电子电气产品微型化、汽车轻量化材料的广泛应用以及不断演变的移动出行需求等行业趋势的推动。超越锑的技术路径不仅能够保持甚至提升性能和安全标准，还能帮助企业建立更具韧性的生产体系，减少对波动剧烈的原材料市场的依赖。

 

平稳转型的实施建议

对于考虑从传统锑基阻燃系统转型的制造商，以下几点实用建议可助力实现平稳过渡。首先，重要的是认识到，尽管基于磷的阻燃剂提供卓越性能，但它们并非简单的“即插即用”替代品。在采用新型阻燃系统时，通常需要对配方进行精细调整。这一转型过程需要细致的评估和测试，专业技术支持对于满足特定应用需求至关重要。

 

SABIC推出首款具有良好粘合和机械性能的阻燃PBT纳米成型材料

近期，全球化工行业的领导者SABIC推出一款LNP™ THERMOTUF™特种改性料系列的最新产品。新的LNP THERMOTUF WF0087N改性料是业内首款基于聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的纳米成型技术（NMT）材料，兼具出色的阻燃性和良好的机械性能，可以很好地满足消费电子行业对于轻量耐用金属塑料混合组件（如智能手机中框所用组件）日益增长的需求。此外，该材料的阻燃特性还可以帮助客户满足IEC 62368-1第四版消费电子设备安全标准要求。LNP THERMOTUF WF0087N改性料荣膺2025年度爱迪生奖。

SABIC特材部亚太区研发和应用总监王勤表示：“随着智能手机在设计、无线连接和充电速度方面不断取得新的突破，行业急需各种先进的材料以跟上发展的步伐。全新推出的LNP THERMOTUF阻燃纳米成型改性料再次证明，SABIC非常注重消费电子市场。凭借这种突破性的材料，我们可以支持客户进一步提高智能手机及其他设备的性能、安全、可制造性和合规性。”

纳米成型技术是一种制造工艺，它是指将塑料树脂注入经过化学处理的金属表面，从而生产出紧密粘合的混合材料。与压铸及嵌件成型相比，该工艺有助于制造商实现轻量、薄壁设计、射频穿透性、美观，并简化加工。此外，NMT还有助于保护电子设备免于水和灰尘的侵入。

除了这些优势外，LNP THERMOTUF WF0087N改性料还具备薄壁阻燃特性（UL94 V0 @ 1.0mm），同时保持良好的粘合强度和机械性能，如抗冲击性。事实上，它与金属的紧密粘合比典型的PBT阻燃树脂还要强约60%。这种特性有助于设计师达到严格的IP68防水防尘标准。

新材料还提供强大的耐化学性，能够耐受严苛的阳极氧化处理，并且可以定制色彩，以获得漂亮的外观。其介电特性有助于确保多天线设备拥有优异的信号性能。

这种新型改性料的潜在应用包括智能手机、平板电脑、智能手表和笔记本电脑的天线分路器及其他结构组件。

 

本文由科莱恩供稿

 

来源：荣格-《国际塑料商情》

原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。