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硼系阻燃劑

來源:邵君( 先生,國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間:2017-2-7 14:29:00
硼系阻燃劑, 加熱時(shí)形成玻璃狀涂層覆蓋于聚合物之上。硼酸鋅通常與其它阻燃劑復(fù)配使用,可以獲得優(yōu)異的阻燃和抑煙效果。

阻燃劑要達(dá)到阻燃目的,必須從以下幾個(gè)方面考慮:1.能夠降低著火物溫度;2.能夠隔絕空氣;3.能夠捕捉活性極大的 HO·, 阻止火焰擴(kuò)展。硼酸鋅阻燃劑正是具備了上述三方面的特性及功能,所以具有良好的阻燃效果。

ZB本身是不燃的惰性無機(jī)化合物,其所含結(jié)晶水分子和 2ZnO·3B2O3結(jié)合的很緊密,只有在 260℃以上才吸收大量外熱,放出水分,所放出的水分減慢了聚合物的吸熱降解過程,繼而把水變成水蒸氣吸收大量的熱量。經(jīng)測(cè)定,每克 2ZnO·3B2O3·3.5H2O 從分解出水到變成水蒸氣,吸收外熱為 924 J,這就大大降低了燃燒物的溫度,同時(shí)產(chǎn)生的無煙、無毒水蒸氣稀釋了可燃?xì)怏w,并一定程度上起到了隔離空氣的作用。同時(shí),2ZnO·3B2O3·3.5H2O在燃燒溫度下會(huì)生成不揮發(fā)的 B2O3玻璃狀物質(zhì)包覆在聚合物表面,這種致密的玻璃態(tài)保護(hù)層也起到了隔離膜的作用。因此2ZnO·3B2O3·3.5H2O 是一種無毒、無煙的阻燃劑,這是磷、鹵化銻化合物不可比擬的。對(duì)于加工溫度在 260℃以下的塑料采用超細(xì) ZB 既有阻燃作用,又有填充作用。

綜上作為阻燃劑,硼酸鋅具有以下優(yōu)點(diǎn):

(l)阻燃增效,在大多數(shù)含鹵環(huán)氧樹脂和一些不飽和聚酯體系中,硼酸鋅與氧化銻、氫氧化鋁等具有協(xié)同效應(yīng),在不降低材料阻燃等級(jí)條件下,能有效地降低材料成本、生煙量。

(2)促進(jìn)炭層生成,硼酸鋅有助于在材料燃燒時(shí)生成多孔炭層,且此炭層能為三氧化二硼所穩(wěn)定,在高聚物燃燒溫度下硼酸鋅還可與氫氧化鋁生成類似玻璃、陶瓷的硬質(zhì)多孔殘?jiān)欣诟魺岷妥柚箍諝鈹U(kuò)散進(jìn)入材料內(nèi)部。

(3)防止生成熔滴,因而減少由于熔滴而引發(fā)的二次火災(zāi)。

硼系阻燃劑中的硼酸鋅含有結(jié)晶水,在300℃以上大量釋放,起著吸熱降溫作用。ZB與氯化石蠟一70或三氧化二銻并用時(shí),具有協(xié)同效應(yīng),阻燃效果佳。

在很多方面可以代替三氧化二銻,價(jià)格卻較低。硼酸鋅與氫氧化鋁并用可呈極強(qiáng)的協(xié)同阻燃效應(yīng),二者為(1:1)~(1:9)時(shí)可提高阻燃性能,且能延遲氧化反應(yīng)開始的時(shí)間。

硼酸鋅具有良好的抑煙性能,當(dāng)硼酸鋅與三氧化二銻的質(zhì)量比為1:1或2:1并用時(shí),其阻燃和抑煙的綜合效果最佳。


磷酸三苯酯tpp具有良好的透明性、柔軟性以及抗菌性,具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好的優(yōu)點(diǎn)。磷酸三苯酯tpp用途主要用于纖維素樹脂、乙烯基樹脂、天然橡膠和合成橡膠的阻燃增塑劑,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和軟片、硬質(zhì)聚氨酯泡沫、酚醛樹脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性,分別采用氫氧化鋁用量為90份和硼酸鋅用量為20份轉(zhuǎn)換成配方因子的水平數(shù)代入數(shù)學(xué)模型,求得計(jì)算值并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。由表4中數(shù)據(jù)比較可知,膠料各項(xiàng)性能的實(shí)測(cè)值與經(jīng)過數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)的計(jì)算值非常吻合,說明建立的數(shù)學(xué)模型有較高的準(zhǔn)確度。

無鹵阻燃EPDM膠料的阻燃性隨氫氧化鋁用量和硼酸鋅用量增加而提高,物理機(jī)械性能則有所下降。

建立的數(shù)學(xué)模型能較好地?cái)M合膠料各項(xiàng)性能與氫氧化鋁用量和硼酸鋅用量之間的關(guān)系,為預(yù)測(cè)膠料性能及優(yōu)化配方提供了理論依據(jù)。

硼酸鋅用作膠黏劑和密封劑的添加型阻燃劑,適用于環(huán)氧樹脂、聚酰胺、聚苯醚、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、聚氯乙烯、氯丁橡膠等。作為硼系阻燃劑的硼酸鋅有ZnO·B2O3·2H20·2ZnO·3B2O·3.5H20、3ZnO·2B203·5H2 O和2ZnO·3B2O3·7H2O,常用的是含3.5個(gè)結(jié)晶水的硼酸鋅,又稱ZB一2335阻燃利。

硼砂是強(qiáng)堿弱酸鹽,使得體系溶液顯堿性,鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在,使得復(fù)分解反應(yīng)速度減慢,反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),在一定程度上增加了能耗。另外,生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物,要將兩種副產(chǎn)物分離出來,母液循環(huán)使用。

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