阻燃劑物質及溴化阻燃劑物質

而現今防火安全之需求，消耗性電器產品塑膠外殼、傢 俱 、 電 線 外 皮 及建 築 材 料 依 法 規標 準 需 要 添 加 用來 阻 擋 火 焰 蔓 延 、 增 加 逃亡 時 間 及 撲 滅 火勢 的 阻 絕 材 料 ，這 種 材 料 稱 阻 燃 劑 ， 其 種類 包 括 溴 化 阻 燃劑 、 氯 化 阻 燃 劑、 含 磷 阻 燃 劑 、 含 氮 阻 燃劑 以 及 無 機 阻 燃劑 等 。 過 去 使 用最 多 者 為 具 熱 穩 定 性 高 、低 揮 發 性 和 高 火焰 阻 燃 性 之 氯 化阻 燃 劑 ， 其中以多氯聯苯(PCB)為最大宗，但此種阻燃劑具高生態毒 性 並 在 環 境 中 大量 被 發 現 而 停 止使 用 ， 近 年 來 替代 改 由 毒 性 較 低 之 溴 化 阻燃 劑 來 取 代 ， 主要 原 因 是 溴 具 有極 佳 阻 燃 效 果 ， 在 燃 燒 過程 可 捕 捉 自 由 氧原 子 基 ， 再 者 加上 價 格 便 宜 ， 進 而 提 高 應用 於 市 場 之 價 值， 其 產 量 約 占 現今 火 焰 阻 燃劑市場約 40%。

阻 燃 劑 依 照 化 學 成 分 區 分 為 無 機 阻 燃 劑 與 有 機 阻 燃 劑 二 大 類 ， 同 時 按阻 燃 劑 在 聚 合 物中 存 在 的 形 態 分為 反 應 型 阻 燃 劑 與 添 加 型阻 燃 劑 。 溴 化 阻燃 劑 種 類 主 要 包括 ： 四 溴 雙 酚 A (tetrabromobisphenyl A ,TBBPA)、 六 溴 環 十 二 烷 (hexabromocyclododecane, HBCD) 和 多 溴 二 苯 醚 (polybrominated diphenyl ethers, PBDEs) 、 多 溴 聯 苯 (polybrominated biphenyls, PBB)等 4 類。以下就 4 種溴化阻 燃劑分別說明：

多 溴 二 苯 醚 PBDEs ： 最 主 要 溴 化 阻 燃 劑 化 合 物 就 是 PBDEs， 其 基 本 結 構 為 兩 個 中 間 以 酯 鍵 連 結 的 苯 環 ， 結 構 上 有 十 個 可 供 溴原 子 取 代 位 置 ，依 照 它 取 代 數 目及 位 置 的 不同分為 209 種異構物。圖 2-2 為多溴二苯醚的基本結構 模式，其結構與 PCB 非常相似。

圖 2-2 多溴二苯醚結構式 (資料來源 :毒物及化學管理局 )

目前市場中主要使用三種不同溴數之混合物，包括五溴 二 苯 醚 混 合 物 (pentabrominated BDE)、 八 溴 二 苯 醚 混 合 物 (octabrominated BDE)及十溴二 苯醚 (decabrominated BDE)，

其中 DecaBDE 是 由二苯基氧在 Friedel-Crafts 觸媒存在下 進 行 溴 化 反 應 而得 ， 為 粉 末 狀 ，經 常 添 加 於 如 高密 度 耐 衝 擊塑膠 (high-impact polystyrene) 之 工業原料中，分子式為 C12Br100，CAS 化 學註冊碼為 1163-19-5。相較其他不同溴 數 混 合 物 型 阻 燃 劑 ， 使 用 DecaBDE 所 需 成 本 較 低 ， 占 總 PBDE 使 用 量 83%， 電 器 用 品 (如 電 視 外 殼 )及 電 纜 約 消 耗 80% DBDE 總產量，其餘 20％則運用在家具及紡織工業。

由 USEPA 毒性物質排放清單中顯示 1988-2004 年間美國所 有工業平均每年釋放超過 500 公噸的 DBDE 至環境中，使 得 PBDE 的環境中逐漸受到重視。

(1) 五溴二苯醚混合物(Penta-BDEs)：五溴二苯醚阻燃 劑 產品主要構成部分為2，2’，4，4’-四溴二苯醚（BDE-47）

和2，2’， 4，4’， 5-五溴二苯醚 （BDE-99）．五溴二

苯 醚 阻 燃 劑 主 要 用 於 環 氧 樹 脂 、 酚 類 樹 脂 、 聚 酯 、 聚氨酯泡沫以及纖維中．為增加傢俱的防火安全性，

大 部 分 添 加 五 溴 二 苯 醚 的 聚 亞 胺 酯 和 聚 氨 酯 泡 沫 用 於室內裝潢和傢俱製作，其添加含量為10%~30%。

(2) 八 溴 二 苯 醚 混 合 物 (Octa-BDEs)： 白 色 粉 末 ， 主 要 由 六 溴 二 苯 醚 單 體 、 八 溴 二 苯 醚 單 體 組 成 ， 熔 點 約 為 200℃，可在＞330℃ 時分解，在水中溶解度低，可溶 於丙酮（20gL^-1）、苯（200 gL^-1）和甲醇（2 gL^-1） 中 Octa-BDEs 主要用於丙烯睛丁二烯-苯乙烯樹脂、

聚 碳 酸 酯 和 熱 固 塑 膠 ， 作 為 電 話 、 傳 真 機 、 檯 燈 等 小 家 電 外 殼 、 電 器 接 外 掛 程 式 、 汽 車 零 部 件 和 一 些 辦公用具生產的原材料， 添加量範圍為12%~18%。

(3) 十 溴 二 苯 醚 (DecaBDE) ： 白 色 至 淡 白 色 結 晶 粉 末 ， 是 一 種 目 前 使 用 最 廣 泛 的 高 效 添 加 型 溴 化 阻 燃 劑 ， 主 要 由 九 、 十 溴 二 苯 醚 單 體 組 成 ， 具 有 添 加 量 少 ， 阻燃性強、熱穩定性高等特點 Deca-BDEs 主要添加 於 各 種 紡 織 品 和 電 路 板 聚 酯 中 （ 電 視 、 電 腦 等 電 子 產品）。

多溴聯苯 PBB：

PBB 的生產堯使用及釋放， PBBs 作為添加型溴代阻燃 劑 ， 具 有 阻 燃 效率 高 ， 熱 穩 定 性好 ， 價 格 便 宜 等優 點 而 被 廣泛生產和使用，如在聚合物材料 ABS 中的添加等，PBBs 的商業生產在 1970 年始於美國，到 1976 年，美國約生產 6100 噸的 PBBs，主要類別是六溴聯苯 (hexa-BBs) ，八溴 聯苯(octa-BBs)和 十溴聯苯(deca-BBs)。

四溴雙酚 ATBBPA：

四溴雙酚 A 為白色粉末，用作塑料製品添加劑，是常用 的溴化阻燃劑之一。四溴雙酚 A 是雙酚 A 的衍生物，製造 四溴雙酚 A 時，雙酚 A 也是原料之一。大部份商業上使用 的四溴雙酚 A 純度不高，是由許多溴化程度不同的化合 物 混 合 而 成 。 不 過這 不 影 響 商 業 上的 使 用 ， 因 為 這物 質 大 多 數 是 作 為 阻 燃 劑， 而 其 關 鍵 是 其平 均 的 含 溴 量 。因 此 商 業 上使用的四溴雙酚 A 不需純化，即可作為一種低價、有效 的阻燃劑。

六溴環十二烷(HBCD)：

六溴環十二烷（HBCD）是具持久性，在環境中不易分 解且易生物蓄積的內分泌干擾物質。工業界自 1970 年代起 開始生產 HBCD 作為阻燃劑，並且添加在各種生活商品中。

由 於 價 格 便 宜 、阻 燃 效 果 好 ， 加上 多 種 溴 化 阻 燃劑 已 被 列 管禁用，因此 HBCD 是目前全球工業最常用的溴化阻燃 劑 之一。商業上 HBCD 屬於添加型阻燃劑，通常添加在發 泡 聚苯乙烯（Expanded Polystyrene, EPS）和射出成形聚苯乙 烯（Extruded Polystyrene, XPS），以延緩或抑制火災的發 生 。 這 些 產 品 常用 在 建 築 業 的 隔熱 板 與 嵌 入 夾 層， 其 他 如 紡 織 品 、 電 子 產品 、 傢 具 、 黏 著劑 及 塗 料 等 產 品也 會 使 用 許多含 HBCD 的 相關材料製品。

2013 年 5 月斯德哥爾摩公約通過將六溴環十二烷公告 為持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants, POPs）； 新版的歐盟電子電機設備中危害物質禁用指令 2011/65/EU

（RoHS 2.0）也將 HBCD 列為優先考量的有害物質，評估 是否列入禁用指令；我國環保署則已將 HBCD 公告為第 一

類毒性化學物質進行列管其他如表 2-4。雖然世界各國的調

40088-47-9

091 05 2,2',4,4',5,5'-六 溴 二 苯 醚

2,2’,4,4’,5,5’-hexabromod iphenyl ether

(BDE -153)

68631-49-2

091 06 2,2',4,4',5,6'-六 溴 二 苯 醚

2,2’,4,4’,5,6’-hexabromod

iphenyl ether (BDE -154) 207122-15-4

091 07

2,2',3,3',4,5', 6-七 溴 二 苯 醚

2,2’,3,3’,4,5’,6-heptabrom odiphenyl ether

(BDE-175)

446255-22-7

091 08

2,2',3,4,4',5', 6-七 溴 二 苯 醚

2,2’,3,4,4’,5’,6-heptabrom odiphenyl ether

(BDE -183)

207122-16-5

（資料來源：行政院環境保護署）

SVOC主要 增塑劑，阻燃劑和抗微生物劑，被添加於 許多建材和電子產品，如乙烯基地板、壁紙、食品包裝和玩 具含有鄰苯二甲酸酯，對人體健康危害主要內分泌干擾。於 1999年，全世界在PBDEs需求量高達約 7×104 噸。研究 調 查 顯示美國75% 的PBDEs 產品用於電氣和電子產品。1999年，

英國將1 500噸/年之PBDEs裝璜傢俱，85噸用於電氣產品。

日本使用PBDEs 的主要領域是家用電氣設備和辦公自動化 設備、電氣和電子產品。中國則為PBDEs生產、使用和出口 大國，以山東和江蘇為生產中心。主要生產DeBDE、OBDE、

四溴雙酚A、六溴環十二烷等，其中DeBDE 生產使用量最大，

年生產量超過2500噸。