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硼系无机阻燃剂 硼系有机阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-23 14:16:10
硼化物耐火性差,而具有硼-氮配位键的BV和具有苯环硼-氮键的(BN)3硼嗪环等硼化物被认为具有较好水解稳定性,显示出极好的开发前景,氧化硼又名无水硼酸,在HIPS、聚醚等塑料中是一种非常有效的阻燃剂。

硼酸铵作为阻燃剂主要用于PU泡沫或环氧树脂涂料中,磷酸硼最近被认为在工程塑料中非常有用,在PPE、HIPS、尼龙中都具有良好地阻燃效果。近年来,硼酸盐还被发现具有减缓热释放速率,促进碳生成并阻止熔滴,延长聚烯烃老化寿命,在含卤工程塑料的加工设备中起到抗腐蚀作用等优点。这都是目前硼类化合物阻燃剂的研究热点。

一些硼系无机阻燃剂阻燃特性已得到公认,并已广泛应用。而有机硼化合物作为阻燃剂,其应用却极其有限。从目前情况看,硼系有机阻燃剂由于水解的不稳定性和价格的问题,在一定程度上限制了它的使用。

但硼系有机阻燃剂与有机磷阻燃剂相比,前者的毒性要远远小于后者,而且,硼系有机阻燃剂良好的抑烟性,阻燃性以及无毒性也吸引着人们对它的研究。国内外对有机硼阻燃剂研究报道还相对较少,技术大多限于实验室阶段,真正工业化的、具有实际应用价值的不高。织物阻燃整理是一项极有实用价值的新技术,从我国资源出发,合成新型的有机硼阻燃剂,开拓一个新的研究领域,不仅具有理论意义,更具有现实意义。

从目前情况看,硼化物作为阻燃剂,无机的硼酸盐和硼酸仍占主要地位。而有机硼阻燃剂则由于水解稳定性和价格等问题而限制了它的使用,但有机硼与有机磷阻燃剂相比,前者的毒性要远远小于后者,因为有机硼阻燃剂具有良好的抑烟性。因此从我国资源出发,合成新型的水洗牢度好的有机硼阻燃剂,开拓一个新的研究领域,不仅具有理论意义,更具有现实意义。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


人们在对硼系无机阻燃剂需求量日益增大的同时,对其性能的要求也更加多元化。目前,硼系阻燃剂的研究基本向着无污染、多功能的方向进行,就国内外发展趋势而言,主要集中在以下几个方面:(1)研究各种含硼阻燃粉体,使阻燃复合材料兼具良好的阻燃和力学性能;(2)研究硼系阻燃体系的相容性与分散性,寻找更为优异的粉体表面改性剂,使硼系无机阻燃剂具有更优良的阻燃特性,有利于产业化;(3)研究各种元素与硼系阻燃剂的复配协同效应以提高阻燃效率;(4)硼系无机阻燃剂的多功能化,如抗菌、导电、屏蔽和防辐射等 也是近年来无机阻燃剂的重要发展方向之一。

国外对有机硼类阻燃剂的合成和应用相对国内比较广泛,如Yang Qin, Vishad Sukul等人合成了一种含硼的阻燃共聚物PBSpin-b-PS,可用于多种树脂的阻燃,并且拥有良好的阻燃效果。

C.MARTI′N, J.C.RONDA, V.CA′DIZ等人在对上述物质研究的基础上又与六亚甲基四胺(HMTA)交联,形成硼氮络合物,其分解温度与PS接近,是一种阻燃效果很好的协同阻燃剂。

Shoshana Ben-Valid, Abed Al Aziz Quntar等人在Cp2ZrCl2/2EtMgBr做溶剂的条件下合成了一种新物质,虽然该物质产率较低,只有70%左右,但是该物质不仅可以用于阻燃,还可以用于共聚、树脂添加剂、药物中间体、农用化学品等,是一种用途较为广泛的含硼类物质,在添加该产品一种物质时,可以赋予树脂许多新的性能。

国内采用第一条路线生产FR-B液体添加型阻燃剂,产品收率达90%以上。该阻燃剂不但具有良好的阻燃效果,而且还有抑烟作用,对制品的物理机械性能影响较少,易于加工成型。但由于在该阻燃剂的分子中含有溴,在燃烧时会形成卤化氢气体,对环境产生不利的影响。它主要用于聚氨酯、不饱和聚酯树脂和酚醛环氧树脂中,它是目前国内唯一比较成熟的有机硼阻燃剂。

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