摘要：本文介绍了阻燃HIPS的特点以及在公众场所消防安全中的应用。同时介绍了视听电子产品的国际防火标准的发展趋势。

关键词:  HIPS   阻燃   公共场所   消防安全

一、前言

上世纪80年代起，塑料和家电作为新兴轻工行业在中国得到蓬勃发展。随着家电产业的发展，塑料应用于家电产品越来越多，从事家电产品配套的塑料企业也日益增多，并且规模不断扩大。目前，家电及其他电子电器产品主要选用如ABS、PS、PP，PBT, PA、PC、PMMA等以及性能优良、阻燃性能好且安全环保的改性工程塑料。

      据统计，塑料已经成为家电行业仅次于钢材的第二大类原材料，也已成为家电领域应用量增长速度最快的材料，近几年平均增长速度达到每年29.5%。如家电行业对ABS/HIPS的需求量已从2000年的35万吨增长到2004年的75万吨。目前，塑料已经广泛地用在各类家电及其他电子电器产品中，在家电及其他电子电器产品用材料之中，塑料的重量比重也越来越大。

二、公共场所阻燃HIPS的主要应用

2.1 在音频和视频设备方面的应用

2005年全球在TV用塑料超过64万吨，其中46.4万吨是HB级HIPS级，主要是在中国，南美，欧洲所消耗，阻燃V-0 HIPS材料用量超过17.6万吨，主要是美国和日本所消耗。在台式电脑，办公设备所用塑料亦是阻燃材料，其总用量超过30万吨，其中有约10％用到阻燃HIPS，即约为3万吨，其他是ABS和PC/ABS所占据。受科技发展的影响，CRT电视机在未来的几年会持续下降，而LCD电视则呈现快速增长方式。

目前，电视机上主要是前框和后壳采用HIPS，在美国，日本等发达国家则采用阻燃HIPS以降低火灾的风险，壳体的主要作用是保护内部的零部件和绝缘作用，避免人对内部高压包的接触；在CRT，背投等电视机中，其中用于支撑线路板的支架，在目前所有的标准中，均需采用阻燃HIPS，而在高压包的外壳则采用HIPS/PPE合金，主要作用是其阻燃性优良，尺寸稳定性良好以及高耐热和高的介电强度；阻燃HIPS在显示器上的应用亦是用于其壳体上。目前，在我国，公共场所引发的火灾造成的损失日益严重，因此在电视机和显示器等视频设备在公共场所使用，亟需立法保证其阻燃V-0要求，降低火灾的危险性。

2002－2005年期间，在音频设备上全世界消耗了近10万吨的阻燃HIPS或其阻燃合金产品，其主要用在DVD，VCD，手提音响，功放，家庭影院等壳体上，其主要作用亦是保护作用，而在光驱读写器上，由于需要高耐热性和高的尺寸稳定性和阻燃性，则需要HIPS/PPE阻燃合金；在家庭影院，娱乐场所等的大型音箱设备，既要保证重质低音，又要保证防火阻燃，则往往采用阻燃填充的HIPS。

目前，在音频和视频设备上，阻燃HIPS基本采用溴系阻燃，而HIPS/PPE合金则采用无卤阻燃。溴系阻燃体系中，最多用的是十溴二苯醚，其优良热稳定性，优异的力学性能和良好的相容性而广受青睐；近年来，尽管十溴二苯醚被证明对环境的危害极小，但受环保政策的影响，十溴二苯乙烷等新型阻燃剂在HIPS的应用迅速增加，并有超越的趋势；无卤阻燃体系中，阻燃剂通常是磷酸酯类，其能帮助PPE很好的成碳，从而保护了HIPS被进一步燃烧以达到阻燃的作用。

2.2 在OA方面的应用

2005年全球在办公耗财上消耗了28万吨塑料，其中有11万吨消耗在打印机市场上；OA方面的应用约有80％是阻燃材料，而其中阻燃HIPS又占了40%左右的市场份额；随着中国，印度等新兴市场的兴起，OA用塑料势必进一步增加。

以打印机、复印机，扫描仪等产品为例，其外壳用塑料有PC/ABS，ABS或HIPS，其中HIPS约占总量的25%，在欧美国家，上述产品均需达到UL 94V-0或5VA阻燃级别，而中国市场仅需HB级材料；打印机内部耗财，如墨盒，由于需要和油墨接触，同时需要一定的耐热度，因此该部件通常需要V-2级阻燃HIPS并且具有一定的耐化学应力开裂的性能；而墨盒的支架滚轮，则需要耐磨PS料延长其使用寿命，墨盒骨架则常常采用无卤阻燃HIPS/PPE合金材料作为结构件使用。

OA类之间外壳壳体通常是浅色产品，因此其阻燃产品要求具有一定的耐候性，目前阻燃材料仍然以溴系阻燃剂为主，其中溴化环氧类（BEO）由于其优异的阻燃和耐候性能，而广泛被使用。近年受欧洲环保政策影响，HIPS/PPE无卤阻燃材料也逐渐兴起。

三、阻燃材料对公共安全的意义[1]

随着塑料进入国民经济各个领域，不断改善着人们的生活水平和质量，人类对于高分子材料的关注程度日益提高。尽管塑料为人类作出巨大贡献，但由于大多数塑料属于易燃材料，在外部火源的情况下，极易形成大型火灾实验，对人类的活动造成巨大的伤害。在美国，每年火灾死亡约4000 人，伤约20 000 人，直接经济损失约1 0 0 亿美元。在欧洲，每年火灾致死超过5000 人，直接火灾损失为全欧GDP 的0.2%。中国近年也火灾频繁，1997 年为14 万起(致死2722 人，伤4930 人，直接经济损失15.4 亿元)，2002 年上升至18 万起，且特大火灾事故亦常有发生。据粗略估计，目前工业发达国家的火灾直接经济损失约为GDP 的0.1%~0.2%，间接经济损失有时能达G D P 的约1 % 。据European Congress of Firemen 在2005 年发表的一篇报告指出，火灾频率最高的是家用电器， 占由电引发火灾的40%(电视机12%，洗衣机和洗碗机10% ，冰箱和冻箱3%) 。

电视整机的燃烧试验结果表明，如电视机外壳以UL94 V-0 级阻燃的高抗冲聚苯乙烯制造时，则无论引火源为小粒状燃料( 质量0.15克)，还是家用蜡烛(质量14 克)，电视机外壳引燃片刻后，火焰即自行熄灭，外壳仅表面轻微受损(对小粒状燃料)或损伤厚度仅20mm(对家用蜡烛)。但如电视机外壳以阻燃等级较低的高抗冲聚苯乙烯制造，则电视机即使接触到小粒状燃料引火源也会燃烧，且火势很快蔓延。

1987 年美国国家标准局(NBS，现为NITS)取得的下述试验结果。NBS 比较了几种典型塑料制品的阻燃试样及未阻燃试样的火灾危险性：其中包含了高抗冲聚苯乙烯电视机外壳和改性聚苯醚电子计算机外壳。试验的测定结果是：①发生火灾后可供疏散人口和抢救财产的时间，阻燃试样为未阻燃试样的15 倍；②材料燃烧时的质量损失速度，阻燃试样不到未阻燃试样的1/2；③材料燃烧时的放热速度，阻燃试样仅为未阻燃试样的1/4；④材料燃烧生成的有毒气体量(换算成CO 计)，阻燃试样仅为未阻燃试样的1/3；⑤阻燃试样与未阻燃试样两者燃烧时生成的烟量相差无几，且阻燃材料并不生成极其有毒的或不寻常的燃烧产物。

        采用阻燃材料取得的效益为了防止和减少火灾的发生，各国都在推广应用阻燃材料，且在20世纪下半叶的几十年间，一些国家因此而在提高防火安全性方面取得了明显的效果。以美国为例，由于制造电视机外壳采用阻燃性为UL94 V-0 级的HIPS，美国1983-1991 年间，由电视机引发的火灾数降低了73%，即由1983 年的4500起降低至1991 年的1200 起。以英国为例，20 世纪60-70 年代，英国电视机火灾数一直上升，由1965年的819 起上升至1974 年的2356起。后来，电视机制造商自愿采用阻燃材料制造电视机外壳及某些零部件，使电视机火灾数逐年下降，由1977 年的2024 起降至1993 年的仅500 起。又如英国由公共场所火灾导致的死亡人数，1994年比1979年也降低了42%。相反的例子是，由于降低了电视机外壳及某些电视机部件材料的阻燃级别，欧洲某些国家的电视机火灾数在1990-1995 年间增加了1 倍以上。

四、阻燃HIPS的发展趋势[1]

4.1 安全政策的要求

    由于各国对火灾安全隐患日益重视，各国也有相应的法律法规对使用材料进行约束和规范，以美国为例，对高分子材料有UL 94, UL 765B，UL765C等标准进行规范。而以电视机为例，美国以UL 60065为标准，要求所以高分子材料必须达到V-0级阻燃等级以上，欧洲则以IEC 60065为标准，对结构做了具体要求，并规定了部分材料需使用V-1以上材料，中国则以GB8898为标准，其要求类似IEC60065。随着信息技术的高速发展，电视机和显示器逐渐合二为一，为顺应该类技术的发展，目前国际上成立了TC108标准化委员会，专门从事将电视机标准60065和显示器标准60950合并为TC108标准，其中对于火灾隐患指出，火源不仅仅来自内部的电路短路，而且可能来自外部火源，如蜡烛或其他燃烧物，因此新标准中将对所有的保护壳体均采用V-1级以上材料。

4.2 环保方面的要求

2003 年初，欧盟颁布了两个对阻燃材料具有深远影响的指令，一个是RoHS指令，是关于禁用有毒物质的；一个是WEEE指令，是关于处理废弃电子电气设备的。根据RoHS 指令，从2006 年7月1日起，在欧盟国家销售的新电子电气设备，多溴联苯及多溴二苯醚的含量不能超过0.1%。虽然这里指的多溴二苯醚不包括目前阻燃材料中广泛使用的十溴二苯醚，且根据2003年底公布的危害性评估结果，没有发现十溴二苯醚对人类健康和环境的危害性，所以欧盟已正式将十溴二苯醚作为RoHS指令的例外处理，不过有关当局仍要求采取防止十溴二苯醚危害性的战略，严格控制其中低溴二苯醚的含量。但现有的绝大多数卤系阻燃材料都是可以安全使用的，且它们的使用均有规可循，制造商对此提供了详细、可靠的安全规范，不会对人类健康和生态环境造成可见的影响。而鉴于卤系阻燃材料的一些优点和它在阻燃领域内的重要历史地位，且一时也难于找到合理的代用材料( 特别是在一些高新技术领域)，所以卤系阻燃材料在相当长时期内还将继续应用。

关于WEEE指令，对阻燃材料有多方面的影响，因为阻燃材料的最大用户之一就是电子电气行业。可以肯定的是，阻燃材料应能有效而安全地回收，并加以循环利用。为此，阻燃材料制造商应考虑到，制造的元件必须易于拆装；产品所用材料种类必须尽可能减少，以使每一种材料的回收处理规模增大；材料的化学回收工艺应尽可能简单；机械回收后材料的性能应经多次加工后尽可能不变；材料焚烧不致引起二次环境污染等。目前，国内的电视机生产商，已经将原有的ABS，PC/ABS材料统一使用阻燃HIPS材料，目的就是符合WEEE的要求。

文献引用：

1.欧育湘 新材料产业 NO 10 2006 P32-36