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硼系阻燃剂的阻燃机理

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-23 14:10:07
硼系阻燃剂的阻燃机理以硼酸和硼砂在纤维织品中的阻燃作用为例。在常规情况下,纤维素的主要热解产物是左旋葡聚糖,再进一步分解产生一氧化碳、烷烃、乙醇、乙醛等。加入硼阻燃剂之后,硼阻燃剂在火焰中熔化,沿纤维形成玻璃体外层,隔绝氧气和热的传播。

凝相中的硼和纤维素中的羟基反应,生成硼酸酯,从而抑制了左旋葡聚糖的形成,使可燃性气体大大减少。此外,硼酸还能促使乙醇脱水。因此当硼酸盐与纤维素一起热分解时、往往有大量的碳生成。

硼酸锌一般与卤素阻燃剂(RX)混合使用,以达到更好的阻燃效果,当接触火源时,生产气态卤化硼、卤化锌,并释放出结晶水2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22RX→2ZnX2+6BX3+11R2O+3.5H2O 同时燃烧时产生的HX继续与硼酸锌反应生成卤化硼和卤化锌。 2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22RX→2ZnX2+6BX3+14.5H2O

上述硼系阻燃剂的阻燃机理中反应产生的卤化硼和卤化锌可以捕捉气相中的活性自由基:HO·和H·,干扰中断 然绕的链式反应,在固相中能促进生成致密而且坚固的炭化层,同时在高温下硼化物在可燃物质表面形成玻璃状固体融状物包覆在物质表面,起隔绝氧气和热量的作用。硼酸锌在300℃以上时陆续释放出大量结晶水,起到吸热、降温和消烟的作用。

在气相中,硼酸盐和卤代有机化合物结合,产生气态的三卤化硼,它在火焰中放出卤化氢,对阻止高活性自由基之间的连锁反应,对抑制燃烧的进行等有催化作用,此外,硼和许多硼的氧化物对含碳化合物的氧化反应有抑制作用,是良好的阻氧化剂。在一个自发进行的氧化过程中,自由基的增殖步骤可表示如下:  R·+O2→RO2·  RO2·+RH→ROOH+R·

这两个反应构成了链反应。有偏硼酸存在时,裂解的过氧基被消除,它与偏硼酸互相作用,生成氧、过氧化氢和偏硼酸酯。在通常的反应温度下,硼几乎完全以偏硼酸和偏硼 酸酯的形式存在。由于它们消除了氧化反应裂解产生的过氧基RO2·,加速了链终止反应, 从而使总氧化反应速率减慢。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

Cas号:115-86-6

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

退税:目前磷酸三苯酯阻燃剂TPP退税为9%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。


硼系阻燃剂的阻燃机理已经介绍完了,下面介绍一些绷系阻燃剂的产品。目前国内外已开发的硼酸锌阻燃剂产品主要有4种:超细硼酸锌、热稳定性硼酸锌(市售有3种,商品名分别为XP2187、Fire Brake 415ZB2233)、脱水硼酸锌(XPI2187)和高含水硼酸锌(XPI2213)。硼酸锌新产品其失水温度为413℃(比标准硼酸锌约高110℃),因而可用于加工温度极高的工程塑料,如聚酮、砜和聚醚亚胺等。Flam tard Z10粒径为1.0μm,是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)良好的余火消除剂; Flam tard Z15粒径更小,为0.6μm,可用于高透明制品。

脱水硼酸锌XPI2187,热稳定性高,可用于在290℃加工的工程塑料、充气电线、电缆及飞机内用的层压板;另一产品XPI2213硼酸锌,其含水量高达30%,特别适用于膨胀型涂层。该公司还开发出超细硼酸锌,用于纤维,以改善材料加工性和组分分散性。另一生产硼化物的主要厂家是美国AMAX的子公司Climax Metals Company,近年来该公司推出了一种高温级硼酸锌(ZB2233),可用于多种工程塑料;另一种细粒径硼酸锌(ZB2467),其平均粒径为1.5~2.0Lm。该公司开发的无水硼酸锌将应用于热塑性工程塑料。

西崎织物染色公司开发的防火阻燃剂“NFR”系列, 是用含硼的特殊复合成分制成的[8]。使它渗透到纤维素类纤维或化学纤维坯布中, 可显著地提高纤维的着火点, 并显著地延缓火焰的蔓延速度。火灾事故中造成死亡的主要原因, 是从燃烧物中产生有毒气体

但NFR系列是一种新型的防火阻燃剂, 它可通过加工附着在纤维上, 抑制纤维燃烧时产生的有毒气体, 加工后不会造成纤维手感和色调的变化。该公司已将此研究成果商品化, 经正式机构试验, 证明它们具有历来产品所没有的防火阻燃效果。

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。

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