无卤(HF/Halogen Free)法规简介 · 在线帮助

2024-07-10 03:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

背景

「Halogen Free」，可以称为「无卤素添加」、「无卤化」，通常所指的卤素是「氟(F)、氯(Cl) 、溴(Br) 、碘(I)、砹 (At)」五种第VIIA族非金属元素。卤素化合物经常用在阻燃剂、增塑剂、着色剂等功能：聚溴联苯 (PBB)、多溴化二苯醚 (PBDEs)、四溴双酚A (TBBP - A)、六溴十二浣 (HBCDD)、四溴丙二酚 (TBBPA)、三溴苯酚 (TBP)、短链氯化石蜡 (SCCPs) 等，被广泛用于电子设备、机器盒、印刷电路板、缆绳导线、电子零组件与材料、产品外壳、包装材料、塑料等。此种阻燃剂因为无法回收使用，而且在燃烧加热过程中会释放腐蚀性气体等有害物质，危害免疫系统、内分泌系统、生殖系统等，有机卤化物累积在人体中也可能导致癌症，种种都威胁到人类身体健康；挥发性的有机卤化物对臭氧层也有极大的破坏作用，破坏地球环境。因此卤素化合物被列为对人类和环境有害的化学品，各国都在采用相对应的方法，禁止或限量使用，就叫做「无卤规范/指令」，主要影响为电子制造产业，电子产品业者逐渐被要求淘汰产品中所含的聚氯乙烯 (PVC) 及溴系阻燃剂 (BFRs) 等卤素化合物。

并非所有料件都需要进行检测，发布的调查会显示是否需要提交此项检测报告，可于平台上查询到系统厂要求的规范内容。

关于无卤规范与卤素限制相关的国际规范：蒙特娄议定书

又称作蒙特娄公约，全名为「蒙特娄破坏臭氧层物质管制议定书 (Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer)」，是联合国为了避免工业产品中的氟氯碳化物 (由氯、氟及碳组成的卤代烷，也可称卤碳化合物) 对地球臭氧层造成恶化及损害，该公约自 1989/1/1 起生效，与无卤相关的限制为：规定各国阶段性减少五种氟氯烷碳化合物 (CFCs) 和三种海龙 (Halon) 之消费量与生产量。

斯德哥尔摩公约

于2001/5/22 斯德哥尔摩通过，2004/5/17 生效，由 151 个国家和 128 个组织共同议定，是有关环境保护的国际公约，目的在禁用或限制生产持久性有机污染物，保护人类健康和环境免受持久性有机污染物的危害。限制物质：有机氯农药、六氯苯 (HCB)、多氯联苯 (PCBs)、多氯二苯并对二恶（㗁）英 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃 (PCDFs)。

欧盟 RoHS 指令 (2002/95/EC、2011/65/EU)：限制聚溴联苯 (PBB)、多溴化二苯醚 (PBDEs) 的用量不能超过 0.1%。欧盟 79/663/EEC、83/264/EEC、2003/11/EC：禁用两种含溴阻燃剂。产业界做法

国际上各种关于禁止在电子电器、玩具和皮革制品等使用有毒害的含卤规定：

规范名称内容工业标准- IEC 61249-2-21 (国际电工委员会)溴化物：含量 < 900 ppm氯化物：含量 < 900 ppm总卤素：含量 < 1500 ppm 工业标准- IPC (国际电子工业联接协会)溴化物：含量 < 900 ppm氯化物：含量 < 900 ppm总卤素：含量 < 1500 ppm 工业标准- JPCA (日本电子回路工业协会)溴化物：含量 < 900 ppm氯化物：含量 < 900 ppm 国际厂商- 三星溴化物：含量 < 900 ppm氯化物：含量 < 900 ppm 国际厂商- ASUS、Dell、HP、Apple、Intel、AMD2008 年开始导入无卤素材料

电线和电缆范围内，无卤标准要求：

总卤素含量 ≦ 50 ppm (根据法规 PREN 14582) 燃烧过程中产生卤化氢气体的含量 < 100 ppm (根据法规 EN50267-2-1) 燃烧过程中气体酸度的测定 pH 值 ≧ 4.3 (弱酸性) (根据法规 EN50267-2-2) 产品在密闭容器中燃烧过程透过一束光线之透光率 ≧ 60％ (根据 EN50268-2)

IEC (国际电工委员会) 还建立了定义无卤材料的标准，无卤电缆化合物应满足以下要求：

HCL产生 ≦ 5mg/g (0.5%) (IEC 60754-1) pH值 ≧ 4.3 (IEC 60754-2) 电导率 ≦ 10 µS/smm (IEC 60754-2) 认识卤

氟(Fluorine-)、氯(Chlorine)、溴(Bromine)、碘 (Iodine) 和砹(Astatine) 五种元素，合称卤素。其中砹 (Astatine) 为放射性元素，人们通常所指的卤素是氟、氯、溴、碘四种元素。

工业上应用的卤素化合物多为人工合成有机卤化物，其优点：阻燃、易溶解、反应活性高。

卤素的应用：阻燃剂、制冷剂、溶剂、有机化工原料、漂白剂、农药杀虫剂、羊毛脱脂剂。

元素特性用途氟（F）淡黄色气体 (F2)，强腐蚀性、强氧化剂，易与其他元素结合产生大量的热能制造氢氟酸 (HF)、塑料 (Teflon, PTFE, PFA, FEP等)，制造杀虫剂 NaF，饮水与牙膏中加入以防止牙齿产生病变氯（Cl）绿色气体 (Cl2)，强氧化剂，易刺激人体呼吸道粘膜,严重时可致死制造消毒剂和漂白粉溴(Br）红棕色液体，皮肤接触时会严重伤害制造消毒剂和漂白剂，医学应用之麻醉、镇定、冷冻剂；塑料的防火物质，显彰剂，防腐剂及除臭剂碘（I）紫色固体，生物必须的微量元素消毒用的碘酒和钨丝里含有碘化钨砹（At）放射性元素，不稳定的放射性卤素，性质类似于碘，存在于铀矿物和钍矿物的放射性衰变产物中，自然界存在极微量因为砹各种同位素的半衰期太短，所以其化合物没有什么实用价值，因其特殊性很少应用在日常工业产品中

海龙 - 海龙 (HALON)，是一类卤化烷，特别指其中有溴的卤化烷。海龙是一种非常干净的灭火剂，不会留下粉末、泡末、水份，因此常被配置于高精密仪器、仪表附近，如飞机、船舱、机房、捷运系统等。但是随着地球大气层的臭氧层空洞越来越大，海龙因为有破坏臭氧层的高度疑虑，也和其他氟氯碳化物 (如冷气机使用的冷媒) 一样，逐步遭到禁用，除了一些比较特别的环境，例如密闭的宇宙飞船中，不然已经很少使用。

卤素的危害

对免疫系统造成毒性，对内分泌系统、生殖和发育的影响，有致癌作用，易引发精神和心理疾病，多数卤化物属于环境荷尔蒙物质，这类物质多数有毒、亲脂肪、难以生物代谢，因此一旦进入生物体内就容易积累，并通过血液往全身各个器官分布，造成长久且复杂的损害，影响细胞的正常分裂，干扰生物酶的活性，引起多重疾病或生理功能紊乱。有机卤化物还可能与重金属发生协同作用，提高重金属的生物活性，从而对机体造成更大的毒害。

含卤素产品

外壳及结构，塑料、尼龙、电目及发泡材料的聚合物电源及讯号连接器化学品、绝缘接着材料、缓冲发泡材料插头、插座、连接线材塑料色母、色料中化学油墨，胶纸胶带 PCB 板、FPC 板

卤素主要应用

溴系阻燃剂：PBBs、PBDEs、TBBP-A、HBCDD

氯系阻燃剂：SCCP、MCCP、氯化脂环烃、四氯邻苯二甲酸酐

其它有机卤素化合物

PCB 多氯联苯：润滑剂、电容油 PCN 多氯萘：润滑剂、防腐剂 PCT 多氯三苯：润滑剂、防腐剂 PVC 聚氯乙烯：塑料 PCP 五氯苯酚：防腐剂、防霉杀虫剂 CFC、HCFC、HALON：发泡剂、喷雾剂、制冷剂

阻燃剂的分类和应用

溴化物：PBBs、PBDEs、TBBP-A、HBCDD 良好的表现，阻燃效率是氯类阻燃剂的两倍以上氯化物：CP、PCT、PCB 价格低，应用广磷化物：无机磷、磷酸脂、含卤磷酸脂和卤化磷酸用途广泛，使用于酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、氯乙烯、ABS 无机阻燃剂：氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸性有机氮系列

目前有两种类型的阻燃剂

添加型：物理结构，会影响基材特性，高加入量，但是易加工；如 PBBs 和 PBDEs

反应型：化学结合，通过化学反应将阻燃剂和基材结合，有良好的阻燃表现和低加入量；如 TBBP-A

电子产品中的应用

PBB、PBDE、TBBPA 等溴化阻燃剂是目前使用较多的阻燃剂，主要应用在电子电器行业，包括：电路板、计算机、燃料电池、电视机和打印机等

工程塑料部件：溴化物和氯化物的阻燃剂，用于 ABS/HIPS/PC/PS/PBT 等电缆：溴化物阻燃剂用于电线电缆绝缘材料和聚氯乙烯电线电缆护套和外膜电子元器件：溴化物阻燃剂用于 FR-4 环氧树脂、焊接面罩、模具、塑料包装、热表面材料、封装和填充材料印制电路板：印制电路阻燃剂，FR-4 环氧树脂、焊接面罩，电路板工序清洗剂，助焊剂等化工产品，商业工程环氧树脂的氯化钠连接器：PBT 和 PA 工业树脂中的溴化物阻燃剂薄膜、粘合剂、带子和聚脂薄膜：树脂中的溴化物阻燃剂，磁性材料中 PVC 使用抗振材料：震动和震动缓冲 PVC 材料助焊剂：用于改善焊接的烟道的溴和氯 CFC 氟氯化碳：发泡剂、清洗剂、干洗或清洗剂的抛射剂和溶剂、喷雾剂、制冷剂 HCFC 氢氟氯化碳：塑料发泡剂、抛射剂、制冷剂 HFC 氢氟化碳：塑料发泡剂、制冷剂、干洗或清洗剂的抛射剂或溶剂、喷雾剂 CF2ClBr/C2F4Br2/CBrF3：灭火剂

塑料、线材等行业应用

在塑料等聚合物产品中添加卤素 (氟，氯，溴，碘) 用以提高燃点，优点是燃点比普通聚合物材料高，燃点大约在 300℃。燃烧时会散发出卤化气体 (氟，氯，溴，碘)，迅速吸收氧气从而使火熄灭。但缺点是释放出的氯气浓度高时，引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径，同时氯气具有很强的毒性，影响人的呼吸系统。此外，含卤聚合物燃烧释放出的卤素气在与水蒸汽结合时，会生成腐蚀性有害气体 (卤化氢)，对一些设备及建筑物造成腐蚀。