一、何謂鹵素耐燃劑，各種耐燃劑之簡介與應用
1. 物質中含有鹵素(F, Cl, Br, I)成份者稱之， 但依電子電路互聯與封裝協會（IPC）的定義：無鹵素(halogen free) ≠ 產品中不含鹵素，無鹵素材料指的是：
氯(Cl)<900 ppm， 溴(Br)<900 ppm，氯(Cl)+ 溴(Br)<1500 ppm
目的為不蓄意添加之管制濃度值。
2. 高分子材料除極少數之物種(如PTFE,PVC)本身具有耐燃外，絕大部分都是易燃，加入鹵素耐燃劑主要是為達到安全規範(如UL- 94)。因為鹵素耐燃劑最具阻燃效益，在考慮成本與經濟效益之前提下，因此造成目前全世界的耐燃劑仍然以鹵素型為主。
鹵化阻燃劑系列 | 受限有毒物質名稱 | 特點及主要應用 |
溴系阻燃劑 | 十溴聯苯醚(Deca-BDE) | 是一種廣泛、高效的阻燃添加劑，具有添加量小、阻燃性強和熱穩定性高等特點。被廣泛地使用與橡膠、紡織、電子、塑膠等行業，特別適用於PE、PP、ABS、PA6、PS、PBT、PC 等合成材料 |
六溴環十二烷(HBCD) | 主要作為發泡聚苯乙烯、聚丙烯纖維和苯乙烯樹脂等合成材料的阻燃劑，還用於織物、丁苯膠、粘合劑和塗料以及不飽和聚酯樹脂的阻燃處理 | |
四溴雙酚-A (TBBPA) | 具有與基材相溶性好的特點，主要用於ABS、HIPS、環氧樹脂、酚醛樹脂吉不飽和聚氧脂等材料的阻燃添加劑，還大量用於生產溴代環氧樹脂的中間體－溴代聚碳酸脂 | |
氯系阻燃劑 | 氯化石蠟 (C10-13,SCCP) | 氯化石蠟由於熱穩定性差，僅適用於加工溫度低於200℃的複合材料 |
氯化脂環烴； 四氯鄰苯 二甲 酸酐(TCP) | 氯化脂環烴和四氯鄰苯 二甲 酸酐熱穩定性較高，常用作不飽和樹脂的阻燃劑 |
3.材料中所添加的鹵素主要是在做阻燃的功能，鹵素材料是指在週期表中的氟(F)、氯(Cl) 、溴(Br) 、碘(I) 、砈(At)，其中以溴系耐燃劑為市場最普遍，溴系耐燃劑(BFRs)在電子產品內的應用如下:
耐燃劑 | 塑膠種類 | 電子產品應用 |
十溴聯苯醚 (Deca-BDE) | HIPS | 電子機殼、手機、錄放影機、遙控器 |
PE | 電線及電纜 | |
PP | 建築用電纜、通訊用電纜、電容器薄膜 | |
PBT | 電子產品用連接器 | |
Epoxy Resins | 個人電腦中使用及其他電子產品電路板 | |
Nylon | 電子產品連接器、電路遮斷器、線圈 | |
四溴雙酚-A (TBBPA) | Epoxy Resins | 電路板板材、在個人電腦上使用的電路板、其他電子產品 |
ABS | 電腦外殼、鍵盤、電視、個人電腦監視器、收音機、遙控器、錄放影機、電源轉接器、電池、手機、辦公室自動化設備 |
4. 目前用於塑膠用途的主要阻燃防火劑分類：
♦ 鹵素系→雖廣泛使用中，但目前已經陸續開始禁用
－四溴雙酚-A：Tetrabromo Bisphenol A（TBBP-A）
－五溴聯苯醚：Pentabromodiphenyl ether（Penta-BDE）
－八溴聯苯醚：Octabromodiphenyl ether（Octa-BDE）
－十溴聯苯醚：Decabromodiphenyl ether （Deca-BDE)
－六溴環十二烷（HBCD）
－氯系阻燃劑(CFRs)：因價格便宜，目前仍是大量使用的阻燃劑。
♦ 磷系；有機及無機磷系→已確立認可使用，廣泛應用但有特定的功效
♦ 氮系→特殊用途，通常當作協同劑
♦ 氫氧化物(鋁與鎂)→已認可使用，高填加型產品
舉例來說，在非鹵素阻燃劑中，磷系的阻燃劑具有添加量少、用途廣泛等優點。但是一般紅磷易吸潮，與高分子材料相容性差，無法實際使用；白磷則是有毒性不適合使用(磷在黑暗較潮濕空氣中會慢慢自然（燃點約35℃），產生藍綠色微光，俗稱「鬼火」)。
由於環保產品的發展趨勢，促使市場上對無鹵素阻燃材料 (Non-halogen Flame Retardant Materials) 的需求與開發與日俱增。無鹵素材料可藉由磷 (Phosphorus) 、氮 (Nitrogen) 和氧化鋁 (Alumina Trihydrate)等物質作為阻燃。這些阻燃物質的阻燃機制跟以前的溴系阻燃劑完全不同：
－ 含溴阻燃劑 (Bromine Flame Retardants) 在溫度升高時，會釋放氣態溴 (Gaseous Phase)；
－ 磷與磷/氮混合阻燃劑會在燃燒的表面形成一燒焦層，而此燒焦層則會產生熱量及氣體轉遞時的物理屏障；
－ 氫氧化鋁 (Aluminum Trihydorixde)或三水合鋁(Alumina Trihydrate)則產生水蒸氣，以減少熱傳遞。
防火／阻燃材料(UL-94)之研判標準 | |||
標準 | 火源移開後之續燃時間 | 燃燒滴下 | 燃燒至樣品夾具 |
V-0 | <10秒 | 否 | 否 |
V-1 | <20秒 | 否 | 否 |
V-2 | <30秒 | 是 | 否 |
測試條件：20mm高的火源，自底部燃燒垂直的樣品，火源燃燒10秒兩次。
等 級：V-0 ＞ V-1 ＞ V-2 ＞不合格
雖然目前已經有不少的無鹵素材料在 UL-94 的易燃性測試中，得到 V-0 等級，但如果需要與鹵化材料擁有同樣的熱穩定性：包括適當的玻璃轉換溫度、較高的分解溫度、焊料溫度時的較低總膨脹率以及良好的耐熱性等，目前技術成熟度與生產成本等方面都還有很大進步的空間；正是因為這些熱穩定特性的技術要求，因此也替各大材料開發機構、電線電纜與塑料等公司帶來了新的商機。
二、市場訊息
Panasonic公司要求電視遊樂器、音響之電源線或連接線之OEM廠，必須採用無鹵難燃且非PVC材質之材料。SONY公司也要求PS2/PS3電視遊樂器的Wire/Cable之OEM廠商，必須採用無鹵難燃且非PVC材質之材料。在台灣市場需求量方面，在Wire/cable產業預估約有700MT/年，現有的無鹵電線電纜材料也將優先應用於電線電纜的各種途徑上(例如電腦週邊、鍵盤、滑鼠、印標機、數據機、手機連接線等線材)。
三、無鹵管制的流程
以XRF來作為前期的快速初步篩選工具，數據處於灰色地帶與超過標準的檢測物料，則進一步以濕式化學分析法來加以確認，因此建議如此搭配可以發揮檢測時間與成本優化的最大效益。
參考資料來源：
· 科邁斯集團 (http://www.techmaxasia.com)
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