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硼系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-7 14:29:00
硼系阻燃剂, 加热时形成玻璃状涂层覆盖于聚合物之上。硼酸锌通常与其它阻燃剂复配使用,可以获得优异的阻燃和抑烟效果。

阻燃剂要达到阻燃目的,必须从以下几个方面考虑:1.能够降低着火物温度;2.能够隔绝空气;3.能够捕捉活性极大的 HO·, 阻止火焰扩展。硼酸锌阻燃剂正是具备了上述三方面的特性及功能,所以具有良好的阻燃效果。

ZB本身是不燃的惰性无机化合物,其所含结晶水分子和 2ZnO·3B2O3结合的很紧密,只有在 260℃以上才吸收大量外热,放出水分,所放出的水分减慢了聚合物的吸热降解过程,继而把水变成水蒸气吸收大量的热量。经测定,每克 2ZnO·3B2O3·3.5H2O 从分解出水到变成水蒸气,吸收外热为 924 J,这就大大降低了燃烧物的温度,同时产生的无烟、无毒水蒸气稀释了可燃气体,并一定程度上起到了隔离空气的作用。同时,2ZnO·3B2O3·3.5H2O在燃烧温度下会生成不挥发的 B2O3玻璃状物质包覆在聚合物表面,这种致密的玻璃态保护层也起到了隔离膜的作用。因此2ZnO·3B2O3·3.5H2O 是一种无毒、无烟的阻燃剂,这是磷、卤化锑化合物不可比拟的。对于加工温度在 260℃以下的塑料采用超细 ZB 既有阻燃作用,又有填充作用。

综上作为阻燃剂,硼酸锌具有以下优点:

(l)阻燃增效,在大多数含卤环氧树脂和一些不饱和聚酯体系中,硼酸锌与氧化锑、氢氧化铝等具有协同效应,在不降低材料阻燃等级条件下,能有效地降低材料成本、生烟量。

(2)促进炭层生成,硼酸锌有助于在材料燃烧时生成多孔炭层,且此炭层能为三氧化二硼所稳定,在高聚物燃烧温度下硼酸锌还可与氢氧化铝生成类似玻璃、陶瓷的硬质多孔残渣,有利于隔热和阻止空气扩散进入材料内部。

(3)防止生成熔滴,因而减少由于熔滴而引发的二次火灾。

硼系阻燃剂中的硼酸锌含有结晶水,在300℃以上大量释放,起着吸热降温作用。ZB与氯化石蜡一70或三氧化二锑并用时,具有协同效应,阻燃效果佳。

在很多方面可以代替三氧化二锑,价格却较低。硼酸锌与氢氧化铝并用可呈极强的协同阻燃效应,二者为(1:1)~(1:9)时可提高阻燃性能,且能延迟氧化反应开始的时间。

硼酸锌具有良好的抑烟性能,当硼酸锌与三氧化二锑的质量比为1:1或2:1并用时,其阻燃和抑烟的综合效果最佳。


磷酸三苯酯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。磷酸三苯酯tpp用途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。


为进一步验证数学模型的准确性,分别采用氢氧化铝用量为90份和硼酸锌用量为20份转换成配方因子的水平数代入数学模型,求得计算值并与实测值进行比较。由表4中数据比较可知,胶料各项性能的实测值与经过数学模型预测的计算值非常吻合,说明建立的数学模型有较高的准确度。

无卤阻燃EPDM胶料的阻燃性随氢氧化铝用量和硼酸锌用量增加而提高,物理机械性能则有所下降。

建立的数学模型能较好地拟合胶料各项性能与氢氧化铝用量和硼酸锌用量之间的关系,为预测胶料性能及优化配方提供了理论依据。

硼酸锌用作胶黏剂和密封剂的添加型阻燃剂,适用于环氧树脂、聚酰胺、聚苯醚、不饱和聚酯树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、氯丁橡胶等。作为硼系阻燃剂的硼酸锌有ZnO·B2O3·2H20·2ZnO·3B2O·3.5H20、3ZnO·2B203·5H2 O和2ZnO·3B2O3·7H2O,常用的是含3.5个结晶水的硼酸锌,又称ZB一2335阻燃利。

硼砂是强碱弱酸盐,使得体系溶液显碱性,锌以氢氧化锌微溶物形式存在,使得复分解反应速度减慢,反应时间延长,在一定程度上增加了能耗。另外,生成硼酸和硫酸钠两种副产物,要将两种副产物分离出来,母液循环使用。

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