硼酸锌与膨胀型阻燃剂的协同分析

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 膨胀型阻燃剂(IFR)是以磷、氮为主要成分的无卤阻燃剂，是在用作阻燃涂料的基础上发展起来的一种新型阻燃技术。这类P-N系阻燃剂具有阻燃性好、热和光稳定性高、低毒、低烟、低腐蚀，对加工和机械性能影响小，不会引起环境污染，克服了含卤阻燃剂燃烧烟雾大、多熔滴的缺点和无机物阻燃剂由于添加量大对材料力学和加工性能所带来的不良影响。因此，膨胀型阻燃剂技术被誉为阻燃技术中的一次革命，成为近年来最为活跃的阻燃研究领域之一。目前．我国的北京化工大学，北京理工大学等科研机构在膨胀型阻燃剂方面做了大量的研究，并取得了一定的成果。膨胀型阻燃剂主要在凝聚相中发挥作用。膨胀型阻燃剂的阻燃效果与发泡形成的炭层有关，致密和闭孑L的泡沫炭层对阻止热量和物质的扩散传递十分有利，这样的炭层有高的阻燃效果。用聚磷酸铵作酸源和气源，用季戊四醇作碳源，研究了硼酸锌在该体系中的协同作用。
    加入100份的聚丙烯，2O份的聚磷酸铵，5份的季戊四醇，1.25份的红磷，在加入5份的硼酸锌时，氧指数有轻微的上升。随后便随硼酸锌用量的增加氧指数大幅下降。这可能是少量的硼酸锌起到了隔离作用，之后过剩的硼酸锌含有大量的水分干扰了成碳剂的成炭过程，从而使氧指数降低。硼酸锌在该体系中的阻燃机理来自聚磷酸铵分解后形成的偏磷酸、聚磷酸等玻璃物质与硼酸锌分解形成类似乳液的体系覆盖在燃烧物表面，该体系使聚磷酸铵分解产生的气泡稳定化，形成了有效的隔离层使阻燃性能得到提高。采用一种简单新颖的方法合成了NI—FR(其Melabis 5占4O，PEPA 占6，b—MAP4占44，PER 2占1o )，然后将新合成的IFR与ZnBO。在PP中进行阻燃测试。对I—PP、II—PP／NIFR以及HI—PPNIFR+ZnBO3等3个体系的阻燃性能进行评价，从I到Ⅱ，氧指数从18上升到0；当用少量的ZnBOs取代NIFR后．从体系Ⅱ到体系Ⅲ，发现氧指数还会继续上升。通过实验发现，若是用占体系1 的FB290取代NIFR，氧指数会从3O上升到36；若用占体系2 的FtM15去取代NIFR，氧指数会上升到39。实验还表明，在膨胀性阻燃剂中，硼酸锌的协同效应与其化学组成紧密相关。因而，FBS00在体系中的协同效果明显强于其它。

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