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硼酸鋅與膨脹型阻燃劑的協同分析

時間:2014-01-18 11:35:34 點擊:
膨脹型阻燃劑(IFR)是以磷、氮為主要成分的無鹵阻燃劑,是在用作阻燃涂料的基礎上發展起來的一種新型阻燃技術。這類P-N系阻燃劑具有阻燃性好、熱和 光穩定性高、低毒、低煙、低腐蝕,對加工和機械性能影響小,不會引起環境污染,克服了含鹵阻燃劑燃燒煙霧大、多熔滴的缺點和無機物阻燃劑由于添加量大對材 料力學和加工性能所帶來的不良影響。因此,膨脹型阻燃劑技術被譽為阻燃技術中的一次革命,成為近年來最為活躍的阻燃研究領域之一。目前.我國的北京化工大 學,北京理工大學等科研機構在膨脹型阻燃劑方面做了大量的研究,并取得了一定的成果。膨脹型阻燃劑主要在凝聚相中發揮作用。膨脹型阻燃劑的阻燃效果與發泡 形成的炭層有關,致密和閉孑L的泡沫炭層對阻止熱量和物質的擴散傳遞十分有利,這樣的炭層有高的阻燃效果。用聚磷酸銨作酸源和氣源,用季戊四醇作碳源,研 究了硼酸鋅在該體系中的協同作用。
    加入100份的聚丙烯,2O份的聚磷酸銨,5份的季戊四醇,1.25份的紅磷,在加入5份的硼酸鋅時,氧指數有輕微的上升。隨后便隨硼酸鋅用量的增加氧指 數大幅下降。這可能是少量的硼酸鋅起到了隔離作用,之后過剩的硼酸鋅含有大量的水分干擾了成碳劑的成炭過程,從而使氧指數降低。硼酸鋅在該體系中的阻燃機 理來自聚磷酸銨分解后形成的偏磷酸、聚磷酸等玻璃物質與硼酸鋅分解形成類似乳液的體系覆蓋在燃燒物表面,該體系使聚磷酸銨分解產生的氣泡穩定化,形成了有 效的隔離層使阻燃性能得到提高。采用一種簡單新穎的方法合成了NI—FR(其Melabis 5占4O,PEPA 占6,b—MAP4占44,PER 2占1o ),然后將新合成的IFR與ZnBO。在PP中進行阻燃測試。對I—PP、II—PP/NIFR以及HI—PPNIFR+ZnBO3等3個體系的阻燃性能 進行評價,從I到Ⅱ,氧指數從18上升到0;當用少量的ZnBOs取代NIFR后.從體系Ⅱ到體系Ⅲ,發現氧指數還會繼續上升。通過實驗發現,若是用占體 系1 的FB290取代NIFR,氧指數會從3O上升到36;若用占體系2 的FtM15去取代NIFR,氧指數會上升到39。實驗還表明,在膨脹性阻燃劑中,硼酸鋅的協同效應與其化學組成緊密相關。因而,FBS00在體系中的協 同效果明顯強于其它。

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