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硼系阻燃劑的阻燃機(jī)理
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-23 14:10:07 |
硼系阻燃劑的阻燃機(jī)理以硼酸和硼砂在纖維織品中的阻燃作用為例。在常規(guī)情況下，纖維素的主要熱解產(chǎn)物是左旋葡聚糖，再進(jìn)一步分解產(chǎn)生一氧化碳、烷烴、乙醇、乙醛等。加入硼阻燃劑之后，硼阻燃劑在火焰中熔化，沿纖維形成玻璃體外層，隔絕氧氣和熱的傳播。
凝相中的硼和纖維素中的羥基反應(yīng)，生成硼酸酯，從而抑制了左旋葡聚糖的形成，使可燃性氣體大大減少。此外，硼酸還能促使乙醇脫水。因此當(dāng)硼酸鹽與纖維素一起熱分解時(shí)、往往有大量的碳生成。
硼酸鋅一般與鹵素阻燃劑（RX）混合使用，以達(dá)到更好的阻燃效果，當(dāng)接觸火源時(shí)，生產(chǎn)氣態(tài)鹵化硼、鹵化鋅，并釋放出結(jié)晶水2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22RX→2ZnX2+6BX3+11R2O+3.5H2O 同時(shí)燃燒時(shí)產(chǎn)生的HX繼續(xù)與硼酸鋅反應(yīng)生成鹵化硼和鹵化鋅。 2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22RX→2ZnX2+6BX3+14.5H2O
上述硼系阻燃劑的阻燃機(jī)理中反應(yīng)產(chǎn)生的鹵化硼和鹵化鋅可以捕捉氣相中的活性自由基：HO·和H·，干擾中斷 然繞的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在固相中能促進(jìn)生成致密而且堅(jiān)固的炭化層，同時(shí)在高溫下硼化物在可燃物質(zhì)表面形成玻璃狀固體融狀物包覆在物質(zhì)表面，起隔絕氧氣和熱量的作用。硼酸鋅在300℃以上時(shí)陸續(xù)釋放出大量結(jié)晶水，起到吸熱、降溫和消煙的作用。
在氣相中，硼酸鹽和鹵代有機(jī)化合物結(jié)合，產(chǎn)生氣態(tài)的三鹵化硼，它在火焰中放出鹵化氫，對阻止高活性自由基之間的連鎖反應(yīng)，對抑制燃燒的進(jìn)行等有催化作用，此外，硼和許多硼的氧化物對含碳化合物的氧化反應(yīng)有抑制作用，是良好的阻氧化劑。在一個自發(fā)進(jìn)行的氧化過程中，自由基的增殖步驟可表示如下: R·+O2→RO2· RO2·+RH→ROOH+R·
這兩個反應(yīng)構(gòu)成了鏈反應(yīng)。有偏硼酸存在時(shí)，裂解的過氧基被消除，它與偏硼酸互相作用，生成氧、過氧化氫和偏硼酸酯。在通常的反應(yīng)溫度下，硼幾乎完全以偏硼酸和偏硼 酸酯的形式存在。由于它們消除了氧化反應(yīng)裂解產(chǎn)生的過氧基RO2·，加速了鏈終止反應(yīng)， 從而使總氧化反應(yīng)速率減慢。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)
Cas號：115-86-6
海關(guān)編碼HS：29199000
產(chǎn)品最重要的指標(biāo)：白色片狀結(jié)晶體，含量≥99%，熔點(diǎn)≥48℃，酸值≤0.1，游離酚≤0.1%
退稅：目前磷酸三苯酯阻燃劑TPP退稅為9%
原材料：以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。
屬于幾類危險(xiǎn)品：以9類危險(xiǎn)品出口。
硼系阻燃劑的阻燃機(jī)理已經(jīng)介紹完了，下面介紹一些繃系阻燃劑的產(chǎn)品。目前國內(nèi)外已開發(fā)的硼酸鋅阻燃劑產(chǎn)品主要有4種:超細(xì)硼酸鋅、熱穩(wěn)定性硼酸鋅(市售有3種，商品名分別為XP2187、Fire Brake 415ZB2233)、脫水硼酸鋅(XPI2187)和高含水硼酸鋅(XPI2213)。硼酸鋅新產(chǎn)品其失水溫度為413℃(比標(biāo)準(zhǔn)硼酸鋅約高110℃)，因而可用于加工溫度極高的工程塑料，如聚酮、砜和聚醚亞胺等。Flam tard Z10粒徑為1.0μm，是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)良好的余火消除劑； Flam tard Z15粒徑更小，為0.6μm，可用于高透明制品。
脫水硼酸鋅XPI2187，熱穩(wěn)定性高，可用于在290℃加工的工程塑料、充氣電線、電纜及飛機(jī)內(nèi)用的層壓板;另一產(chǎn)品XPI2213硼酸鋅，其含水量高達(dá)30%，特別適用于膨脹型涂層。該公司還開發(fā)出超細(xì)硼酸鋅，用于纖維，以改善材料加工性和組分分散性。另一生產(chǎn)硼化物的主要廠家是美國AMAX的子公司Climax Metals Company，近年來該公司推出了一種高溫級硼酸鋅(ZB2233)，可用于多種工程塑料；另一種細(xì)粒徑硼酸鋅(ZB2467)，其平均粒徑為1.5～2.0Lm。該公司開發(fā)的無水硼酸鋅將應(yīng)用于熱塑性工程塑料。
西崎織物染色公司開發(fā)的防火阻燃劑“NFR”系列, 是用含硼的特殊復(fù)合成分制成的[8]。使它滲透到纖維素類纖維或化學(xué)纖維坯布中, 可顯著地提高纖維的著火點(diǎn), 并顯著地延緩火焰的蔓延速度?；馂?zāi)事故中造成死亡的主要原因, 是從燃燒物中產(chǎn)生有毒氣體
但NFR系列是一種新型的防火阻燃劑, 它可通過加工附著在纖維上, 抑制纖維燃燒時(shí)產(chǎn)生的有毒氣體, 加工后不會造成纖維手感和色調(diào)的變化。該公司已將此研究成果商品化, 經(jīng)正式機(jī)構(gòu)試驗(yàn), 證明它們具有歷來產(chǎn)品所沒有的防火阻燃效果。
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。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
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