有机硼系阻燃剂

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几种优良阻燃剂简介071124

几种优良阻燃剂简介阻燃剂又称耐火剂和防火剂，是加入制品和材料中能阻止引燃或抑制火焰传播的助剂。

主要是通过阻燃药剂产生较多量的不可燃气体或药剂薄膜不能燃烧而达到防火的目的。

根据其使用方法可分为添加型和反应型两类，添加型阻燃剂是在制品的加工过程中掺入制品中，多用于热塑性塑料。

反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上，多用于热固性塑料布。

按照化学结构，阻燃剂又可分为无机和有机两类，在这些化合物中多含有卤素和磷，有的含锑、硼、铝等元素。

具有实用价值的阻燃剂必须具备以下条件：①与高分子材料混溶性良好；②不改变高分子材料的固有物性，如耐热性、机械强度、电性能；③分解温度不应太高，但在加工温度下又不能分解；④耐久性好；⑤耐候性好；⑥毒性小，燃烧时不产生毒性气体；⑦价廉。

阻燃剂主要用于建筑材料、电器材料、汽车零件中，保护塑料制品、纺织品、橡胶、纸制品、粘合剂、木材等使用时不着火或使火焰迟缓蔓延。

由于毒性问题和各国对阻燃剂检验方法不同，情况复杂，因而阻燃剂的产量未能按预期的那样增长。

今后应针对不同要求开发新用途的、性能优良的、又无毒性的新阻燃剂。

目前已推出大量代替溴系阻燃剂的不含卤素的新型阻燃剂，并正在开发新型增效剂作为阻燃剂的添加剂。

用于工程塑料的产品也更多，磷溴复合体系也已问世。

Martinswerk 公司提供了几种氢氧化镁和三水合铝（ATH）产品：Magnitin的氢氧化镁产品，主要用于聚丙烯；Martinal ATH产品，可改善在热固材料中的粘度性能。

AKZO化学化司推出了一种磷酸型的非溴系阻燃剂Fyrolflex RDP，它具有低挥发度和高热活化温度（300℃），应用于PC和ABS。

Hoechst公司的Hostaflam多磷酸铵阻燃剂，据称比ATH和氢氧化镁好，其添加率低于50%，可减少对聚合物机械性能的影响。

FMC公司已生产出第一个集溴和磷于同一分子中的阻燃剂体系。

其中Reoflam PB-460产品提供了优良的阻燃和加工性能，并可改善树脂性能。

阻燃剂归纳

.分类及作用机理1.卤系根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。

阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。

此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

一般与三氧化二锑并用。

2.磷系在咼温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。

碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

3.氮系受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。

同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

4.Sb2O3 反应放出H20并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起稀释可燃性气体的作用。

同时他的相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧系统的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的H0.和H.,从而抑制燃烧。

实际上三氧化二锑是普遍使用的阻燃剂协效剂，与卤素化物之比以3:1最佳。

5.金属氢氧化物在高温条件下，发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。

通过提高聚合物的热容，使其在达到热分解温度前吸收更多的热量，从而提高其阻燃性能。

这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。

6.硼系产生液相中间物，该中间物可湿润可燃物表面，从而成为隔热和隔氧的屏障。

硼酸锌具有阻燃、抑烟、成炭和防止熔滴生成等多种功能。

聚合物阻燃机理及阻燃剂概述

聚合物阻燃机理及阻燃剂概述根据Claudius年鉴记载，人类最早的阻燃历史可追述到炼金术和罗马帝国时代，从17世纪开始，有关聚合物阻燃的相关报道逐渐增多。

到现在为止，聚合物阻燃方面的研究已经非常成熟。

第二次世界大战之后，聚合物阻燃方面取得突飞猛进的发展，包括氯化石蜡-氧化锑协效体系的发现、阻燃填料的使用、聚合物阻燃性能的测试方法——氧指数法的采用、膨胀型阻燃体系的建立、含氯的不饱和聚合物以及本质阻燃高聚物的制备等等[14]。

这些进展为现代阻燃技术的发展奠定了基础，为人类的阻燃事业做出了巨大贡献。

按照阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可以分为反应型和添加型两种。

反应型阻燃剂是指阻燃剂作为高聚物的单体，或者作为辅助试剂而参与合成高聚物的化学反应最后成为高聚物的结构单元，这种阻燃方法相对较复杂且成本昂贵，不适于大范围推广。

而添加型阻燃剂是指阻燃剂与基材中的其他组分不发生化学反应，只是以物理方式分散于基材中。

由于添加型阻燃剂在阻燃聚乙烯加工过程中使用方便、加工工艺简单、价格相对较低廉，因而是目前实现聚乙烯阻燃最常用的方法之一。

常用的添加型阻燃体系主要有卤系阻燃复合体系、无卤阻燃复合体系以及其他常用复合体系。

1阻燃机理通常聚乙烯中有少量支链并发生交联，研究表明，PE在空气中燃烧时产生活性很大的HO·、H·和O·，这些自由基有促进燃烧的作用，同时足够的热量以及适合的氧气浓度都是聚乙烯燃烧时所必须的条件，因此只要切断以上三个要素中的任何一种都可以达到阻燃的效果。

所以对PE的阻燃可以通过以下途径：终止自由基链反应，捕获传递燃烧链式反应的活性自由基，即卤系阻燃剂的阻燃机理。

吸收热分解产生的热量，降低体系温度。

氢氧化铝、氢氧化镁及硼酸类无机阻燃剂是典型代表。

稀释可燃性物质和氧气浓度，使之降到着火极限以下，即氮系阻燃剂阻燃机理。

促进聚合物成炭，减少可燃性气体的生成，在材料表面形成一层膨松、有细孔的均质碳层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，即膨胀阻燃剂的主要阻燃机理。

粉末阻燃剂原料

粉末阻燃剂是一种用于增强材料阻燃性能的添加剂，常用于塑料、橡胶、纤维等材料中。

常见的粉末阻燃剂原料包括：
1. 氢氧化铝（ATH）：是一种无机阻燃剂，具有优异的热稳定性和化学稳定性，可有效降低材料的燃烧温度和烟雾密度。

2. 三氧化二锑（Sb2O3）：是一种无机阻燃剂，具有较高的热稳定性和阻燃效果，但容易引起材料脆化和变色。

3. 硼酸盐：是一种有机阻燃剂，常用的有硼酸锌、硼酸钙等，具有较好的热稳定性和阻燃效果，且对材料性能影响较小。

4. 硅酸盐：是一种无机阻燃剂，常用的有硅酸钠、硅酸钾等，具有较好的耐高温性能和阻燃效果，但易吸潮结块。

5. 磷酸盐：是一种有机阻燃剂，常用的有磷酸铵、磷酸钙等，具有较好的热稳定性和阻燃效果，但易分解失效。

以上仅是常见的几种粉末阻燃剂原料，实际上还有许多其他类型的粉末阻燃剂原料，具体选用何种原料要根据所需材料的特性和要求来确定。

硼系阻燃剂

硼系阻燃剂的阻燃性研究及其发展动态
硼系阻燃剂
阻燃机理
• 在固相中，硼酸盐熔化、封闭燃烧物表面，形成玻璃体覆盖层，隔绝了空气。
• 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。
• 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：
可用于棉织物的半耐久阻燃：
总结语
• 从目前情况看，硼化物作为阻燃剂，无机的硼酸盐和硼酸仍占主要地位。而有机硼阻燃剂则由于水解稳定性和价格等问题而限制了它的使用，但有机硼与有机磷阻燃剂相比，前者的毒性要远远小于后者，因为有机硼阻燃剂具有良好的抑烟性。
• 因此从我国资源出发，合成新型的水洗牢度好的有机硼阻燃剂，开拓一个新的研究领域，不仅具有理论意义，更具有现实意义。
• 目前使用的无机硼阻燃剂主要是硼酸锌产品。
Hale Waihona Puke 硼酸锌• 最早由美国硼砂和化学品公司开发成功，商品名为Frie BrakeZB，因此简称FB阻燃剂。
优点
耐火性能好
安全无毒
原料易得
应用
• 硼酸盐类阻燃剂价格相对较高，但FB硼酸盐阻燃剂价格相对较低
• 主要应用于高层建筑的橡胶制品配件、电梯、电缆、电线、塑料护套、临时建筑、军用制品、塑料、电视机外壳和零部件、船泊涂料及合成纤维制品等
发展趋势
• 作为阻燃协效剂用于其它聚合物阻燃材料。
• 例如用于PVC、不饱和聚酯、尼龙、PE薄膜等的阻燃。
• 无水硼酸锌将应用于热塑性工程塑料。
有机硼
• 对有机硼阻燃剂的研究最早应追溯至1942 年，美国的Posner申请了专利，他用硼酸和三乙醇胺的反应产物作为纺织品的阻燃整理剂。

阻燃剂基本知识及用途

阻燃剂基本知识及用途技术的目的是使非阻燃材料具备阻燃的性能，在一定条件下不容易燃烧或者能够自熄。

阻燃的途径不外乎以下几种：1、阻燃剂使可燃烧物炭化，从而达到阻燃效果。

这种阻燃效果主要是在固相中发挥作用，这种类别的阻燃材料主要是磷类阻燃剂（包括有机磷类和无机磷类）。

2、阻燃剂在燃烧条件下形成不挥发隔膜，隔绝空气达到阻燃目的。

这种阻燃效果主要是在液相中发挥作用。

这种类别的阻燃材料主要有硼酸盐、卤化物、氧化锑和磷类材料，或者这几种材料间的相互反映生成的物质。

3、阻燃剂分解产物将氢氧自由基连锁反应切断从而达到阻燃目的。

这种阻燃效果主要是在气相中发挥作用。

这种类别的材料主要是在气相中发挥作用。

这类阻燃材料主要是卤化物和氧化锑。

4、燃烧热的分散和可燃物质的稀释。

这类阻燃材料主要是硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁等物质，主要是因分解大量吸热、所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃目的。

其他的还有氮系的阻燃剂，目前新型的磺酸盐系列（市场品为3M的FR-2025），硅系的偶联剂（GE 开发出高效产品，却因为其高昂的成本而应用不多）等。

按照标准的规定，一般采用酒精喷灯燃烧实验或者模拟巷道丙烷燃烧实验来检测产品的阻燃性能。

卤素阻燃剂基本知识根据许多科学研究显示，卤素系阻燃剂已经成为日常环境中到处扩散的污染物，且对于环境与人类的威胁日益升高。

而制造、循环回收、或抛弃家电及其它消费性产品的行为，则是造成这些污染物释放到环境的主要途径。

为保护环境，某些卤素系阻燃剂已经不能使用在电器产品和房屋建材的塑料材料部份(此泛指塑料的表面/外壳)。

塑料材料中禁用卤素系阻燃剂的原因是此种阻燃剂无法回收使用，而且在燃烧与加热过程中会释放有害物质，威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。

如同其它有毒的重金属(如铅、镉、水银、六价铬等)，欧盟(EuropeanUnion)在欧盟电子电机中危害物资禁用(RestrictionoftheUseofHazardousSubstancesinelectricalandelectronicequipment,RHS)指令中决定在2006年7月1日全面禁止PBB(PolybrominatedBiphenyls)及PBDE(PolybrominatedDiphenylEthers)等溴系阻燃剂的使用。

有机硼系阻燃剂的研究与开发

ｖｌｐｄｅｏｅ，ｗｈｃａｏｄｆｅｒｏｉｇａｄｓｉｈｈｄｇｏｉ —ｐｏｆｎｎｍｏｋｅｔａｎｐｏｅｔ，ａｄｗｅｅｎｎｏｉｒｅｒｓｒｉｒｐｒｙｎｒｏｔｘｃａｉｔｅｆｂｒｎｆｍｅＶｒｉｓｏｏｏｌｅａ
ｔｒａｔｉｈａｌ１ｔｅｔｒ，ｗｈｃｓｔｅｅｒｅｔｉｏｇｎｃｂｒｎｆｍｅｒｔｒａｔａｄｎｎｔｅｅｈｃｎｕｙｒｙ８ｉｈｉｈａｌｓｎｒａｉｏｏｌｉａｅａｄｎ．Ｏｒａｉｂｏｌｍｅｒ — ｇｎｃｏｒｎｆａｅ
摘要：硼资源丰富，有开发前景．早在１世纪已经用硼砂作为阻燃剂（最早期的无机硼系阻燃剂）机硼阻燃剂始于１４８是．有９２
年，因不稳定（但易水解）而限制了它的应用．近代有机硼系阻燃剂的研究与开发是利用硼原子的电子层结构缺电子性，接受电子的能有力，可以与氮原子等富电子元素形成配位键，了硼一、磷、卤与硼一开发氮硼一硼一硅分子内复合型有机硼系阻燃剂，具有良好的阻燃、抑烟性能且无毒．介绍了硼系阻燃剂的若干品种，并就硼与其他元素协同阻燃机理进行了探讨．
ｇｔｎｅｅｏｍｅｔｏｒａｉｂｒｎ— ｏｔｉｉｇｆｍｅｒｔｒａｔｎｒｃｎｉｅｔｉｄｔｅｅｅｔｏ —ｄｆ — ａｉａｄｄｖｌｐｏｎｎｆｏｇｎｃｏｏ — ｎａｎｎｌｃａｅａｄｎｓｉｅｅｔｔｍｓｕｉｅｈｌｃｒｎ — ｅ — ｌｚｔｃｅｔｎｔｒｆｂｒｎａｏｍｓｅｅｔｏｎｓｅｌｓｒｃｕｅｉｎａｕｅｏｏｏｔｌｃｒｈｌｔｕｔｒ，ｗｈｃａｈｂｌｙｔｅｅｖｌｃｒｉ．ａｄｃｕｄｆｒｉｈｈｄｔｅａｉｏｒｃｉｅｅｅｔｏｎｃｎｏｌ０ｍｉｔｃｏｄｎｔｎｂｎｓｗｉｉｏｅｎｔｅｌｃｒｎ—ｒｈｅｅｅｔ．Ｂｒｎ－ｉｏｅｎｏｏｏｒｉａｉｏｄｔｎｔｇｎａｄｏｈｒｅｅｔｏｏｈｒｉｌｍｎｓｏｏｎｔｇ。ｂｒｎ—ｐｏｐｏｕ，ｂｒｎ— ｃｒｈｓｈｒｓｏｏｈｌｇｎａｄｂｒｎ — ｉｏｉｔａａｏｅｎｏｏ —ｓｌｎｎｒｍｏｅｕａｌｃｍｐｓｔｙｅｏｇｎｃｂｒｎｏｔｉｉｇｆｍｅｒｔｒａｔｉｃｌｃｌｒｏｙｏｉｔｐｒａｉｏｏ－ｃｎａｎｎｌｅａｅａｄｎｓｗｅｅｄ — ｒｅ

含硼阻燃剂的合成及性能研究

摘要：合成了四种有机硼阻燃剂一ＲＮ、ＲＮ、ＲＮ、ＲＳ，ＦＢ１Ｂ２Ｂ３Ｂｉ采用轧、焙的方法施加到棉织物ＦＦＦ烘、
上；并且比较了它们的阻燃性能、理机械性能等，果发现ＦＢ所合成的这四种有机硼阻燃剂里面综物结ＲＮ在
Ｂ（Ｈ）Ｎ（ＨＣ２Ｈ）Ｏ３Ｃ２Ｈ０厂（ＨＣ２３＋ＨＯ＋Ｃ２Ｈ０）３２Ｂ
１．ＦＢ３．３ＲＮ的制备２
１．ＦＢ．２ＲＮ的制备２将３硼酸和８．５ｇ＿醇胺加入到５０ｍ１ｇ７６Ｕ乙ｏＬ的三１５玻璃烧瓶中，加入５．甲苯，１０℃左再２５ｇ９在１
１．ＦＢ制备．１ＲＮ的２
（ＲＳ）ＦＢｉ
收稿日期：０６０ — ３２０ — ６１
作者简介：雪（９１）女，读硕士研究生，究方向为棉赵１８一，在研
织物用阻燃剂的制备及应用
在一个装有磁子、温度计和分水回流装置的５０ｍ的三口玻璃烧瓶中进行，３．ｇ酸中加０Ｌ在０５硼
合性能最佳，ＲＮ整理的织物损毁长度为２２ｃ撕破强力为８８Ｎ，裂强力为４２３￣ＦＢ３．ｍ，．断３８．Ｎ。７
关键词：阻燃剂；有机硼；合成；性能；棉织物
中图分类号：Ｓ９．２文献标识码：文章编号：０５９５（０６１－０１０Ｔ１５９５Ａ１０ — ３０２０）１００ — ３

硼系阻燃剂

磷、氮、硼系列阻燃剂--硼酸锌
一、概述
硼系阻燃剂是最早使用的阻燃剂之一，亦是重要的无机阻燃剂，其特点为热稳定性好，毒性低，消烟，与其它阻燃剂复配效果良好，添加后明显减少材料燃烧烟浓度，与含卤类阻燃剂，三氧化二锑复配效果明显，广泛应用于PVC电缆、PE、EVA、PET、PBT、尼龙、不饱和聚酯、环氧树脂、聚酰亚胺及各种防火涂料中.
二、性能指标：
项目
规格
三氧化二硼（B2O3）%
45～48
氧化锌（ZnO）%
37.5～40.0
灼烧减重%
13.5～15.5
脱结晶水温度℃
பைடு நூலகம்250～300
平均粒径D50 um
3~5
水份%
≤1.0
备注：符合欧盟RoHS指令。
三、应用范围：
应用于PVC电缆料、PP、PE、EVA、不饱和聚酯，环氧树脂、天然橡胶、合成橡胶、氯丁橡胶、膨胀性防火涂料及堵料……等。

阻燃材料分类介绍

阻燃材料分类介绍阻燃材料是一类具有阻止火焰蔓延、减少火灾危害的特性的材料。

根据其组成和使用方式的不同，阻燃材料可以分为以下几类。

一、无机阻燃材料无机阻燃材料是指由无机物质组成的阻燃材料，常见的有氧化铝、氢氧化铝、硼酸盐等。

无机阻燃材料具有良好的阻燃性能和耐高温性，广泛应用于建筑材料、电子元器件等领域。

1. 氧化铝：氧化铝具有较高的熔点和热稳定性，能够阻止火焰蔓延。

它常用于塑料、橡胶等材料的阻燃改性，能够显著提高其阻燃性能。

2. 氢氧化铝：氢氧化铝是一种常用的阻燃剂，它能够与燃烧时产生的热量反应，吸收热量并释放水蒸气，从而达到阻止火焰蔓延的效果。

3. 硼酸盐：硼酸盐具有较高的阻燃效果，能够吸收燃烧时产生的热量，形成熔融盐，阻止火焰扩散。

二、有机阻燃材料有机阻燃材料是指由有机化合物组成的阻燃材料，常见的有溴系阻燃剂、磷系阻燃剂等。

有机阻燃材料具有良好的可加工性和阻燃性能，广泛应用于塑料、橡胶等领域。

1. 溴系阻燃剂：溴系阻燃剂是一类常见的有机阻燃材料，能够与燃烧时产生的自由基反应，形成稳定的溴离子，抑制火焰的蔓延。

溴系阻燃剂在塑料制品、电线电缆等领域有广泛应用。

2. 磷系阻燃剂：磷系阻燃剂是另一类常见的有机阻燃材料，能够在高温下产生磷酸盐，形成保护层，减缓火焰的蔓延速度。

磷系阻燃剂在电子元器件、建筑材料等领域得到广泛应用。

三、复合阻燃材料复合阻燃材料是指由多种阻燃剂组成的材料，通过不同阻燃剂之间的协同作用，提高阻燃性能。

常见的复合阻燃材料有铝镁与磷酸铵相结合的复合阻燃材料，针对不同材料、场合的需求，可以进行个性化设计和调整。

综上所述，阻燃材料根据其组成和使用方式的不同可以分为无机阻燃材料、有机阻燃材料以及复合阻燃材料。

这些阻燃材料在工业生产、建筑材料等领域发挥着重要作用，有效地减少了火灾事故的发生，保障了人们的生命和财产安全。

有机硼系阻燃剂的研发

用硼原子可与氮原子等富电子元素形成配位键的特性，开发了硼一，磷，卤和硼一氮硼一硼－硅分子等复合型有机
硼系阻燃剂，可提高产品的水解稳以及硼系复合协同
阻燃剂的阻燃机理。
关键词：阻燃整理；阻燃剂；织物；纤维；棉聚对苯二甲酸乙二酯纤维中图分类号：Ｓ９．９Ｔ１５５２文献标识码：Ａ文章编号：１０４１（００１００— ０７２１）６—０４００５— ４
Ｒｅｅｒｈａｄｄｅｅｏｍｅｆｏｇｎｉｏｏａｅｒｔｒａｓａｃｎｖｌｐｎｔｏｒａｃｂｒｎｆｍｅａｄｎｔｌ
ＣＨＥＮＲ喈ｑ０ｉ
Ａｂｔａｔｏｏｌｍｅｒｔｒａｔｈｓｎｎｔｘｃ。ｇｏｌｍｅｒｔｒａｃｎｍｏｅｓｐｒｓｉｎｐｒｒａｃ．Ｏｒａｉｏｏｓｒｃ：Ｂｒｎｆａｅａｄｎａｏ．ｏｉｏｄｆａｅａｄｎｙａｄｓｋｕｐｅｓｏｅｆｍｎｅｏｇｎｃｂｒｎｆｍｅｒｔｒａｔｈｓｐｏｒｈｄｒｌｔｔｂｌｙｌａｅａｄｎａｏｙｏｙｉｓａｉｔ．Ｗｉｈｒｃｅｉｔｓｏｈｏｍａｉｎｏｏｒｉａｉｏｎｓｂｔｅｎｂｒｎａｏｓｃｉｔｃａａｔｒｉｆｔｅｆｒｔｆｃｏｄｎｔｈｓｃｏｏｎｂｄｅｗｅｏｏｔｍａｄｅｅｔｎｒｈｅｅｎｌｃｒ —ｉｌｍｅｔｕｈａｉｏｅｔｍｓｈｏｏｃｎｓｓｃｓｎｔｇｎａｏｒ。ｔｅｃｍｐｕｄｏｒａｉｂｒｎｆｍｅｒｔｒａｔｆｂｒｎｉｏｅｏｎｆｏｇｎｃｏｏｌａｅａｄｎｏｏ —ｎｔｇｎ，ｂｒ＿ｏｒｏｏｎｐｏｐｈｒｓ。ｂｒｎｈｌｇｎａｄｂｒ－ｉｏｏｅｕｅｅｅｄｖｌｐｄＴｅｅｐｏｕｔａｅｂｔｙｒｌｉｓａｉｙａｄｈｓｏｕｏｏ — ａｏｅｎｏｏｎｓｌｎｍｌｃｌｓｗｒｅｅｏｅ．ｈｓｒｄｃｓｈｖｅｔｈｄｏｙｃｔｂｌｎｉｃｅｒｔｉｔｆｍｅｒｔｒａｔｈｅｅｏｍｅｔｏｕｈｆｍｅｒｔｒａｔａｌａｈｅｈｎｓ０ｙｅｇｓｉｆｍｅｒｔｒａｔｌａｅａｄｎ．Ｔｅｄｖｌｐｎｆｃｌｓａｅａｄｎｓ。ｓｗｅｌｓｔｅｍｃａｉｍｆｓｎｒｉｔｌｃａｅａｄｎｓｉｔｒｗａｎｅｐｅｅｒｔｄ．

硼酸盐阻燃剂概述

硼酸盐阻燃剂概述硼酸盐是一种重要的阻燃材料，目前广泛的应用建筑、橡胶、塑料及电器等行业，文章就硼酸盐阻燃剂的分类、特点、结构、阻燃性能的测试方法、研究现状、未来的发展方向和应用前景做了简要陈述。

标签：硼酸盐；阻燃剂；概述随着我国城镇化不断的发展，经济也得到了快速的发展，但同时也引发了一系列严重的社会问题，例如2010年11月15日上海的特大火灾造成，造成49人死亡、70人受伤；2013年5月11日晚，安徽宿孚玉镇居民住宅发生火灾，火灾现场5人死亡。

这一起起火灾带给人血的教训，引发了人们的深刻反思，除了在日常生活中规范操作和高度重视之外，还应从其它源头做起，那就是研发具有阻燃性能的材料，尽可能杜绝此种重大事故再次发生。

近年来，阻燃剂市场发展迅猛，据不完全统计，2007年全球阻燃剂市场消费为170万吨，2008年为195万吨，2010年为230余万吨，2014年有望达到近300万吨。

我国也在2007年3月1日颁布了《阻燃制品标识管理办法（实行）》，规范阻燃剂的使用，防止阻燃剂对环境和人体健康产生影响。

1 硼酸盐阻燃剂特点阻燃剂的种类很多，按照使用方法可分为添加型和反应型；按照组成可分为有机阻燃剂、无机阻燃剂、无机-有机阻燃剂。

有机阻燃剂主要有卤系、磷系、六溴水散体、磷酸酯、十溴-三氧化二锑、卤代磷酸酯等，其优点是与有机物有很好的亲和力，在塑料等阻燃体系中占绝对优势，但缺点是阻燃过程中会产生大量的有毒有害气体和烟雾，为后续的救援造成了很大的影响，这就限制了其应用。

无机阻燃剂，主要有硼酸盐类、氢氧化物、磷酸的铵盐、卤化铵、硼酸等，其由于具有无毒、无烟、无卤、无害等优点，被广泛的应用在建筑，装修等很多行业，并且需求量占整个阻燃市场的50%以上，并有逐年递增的趋势。

硼酸盐就是一种应用最广的阻燃剂，目前，我国生产的硼酸盐阻燃剂主要有偏硼酸钙、五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸按、硼酸锌、偏硼酸钡、氟硼酸锌等，硼砂有防止残焰的作用，但对防止灼焦的作用不大；而硼酸有阻止无焰灼烧的作用，但对防止残焰的作用又不明显，将两者混合可以发挥协同阻燃效果，防止无焰灼烧的效果很好。

环氧复合材料的资料整理(上)

三聚氰酸环氧树脂（TGIC)国产型号为A-95和 A-695，通常用于户外粉末涂料和耐热绝缘漆，自熄性和耐弧性好的电绝缘材料其主要特点：
➢ 反应活性大 ➢ 耐紫外光老化 ➢ 耐候性和耐高温性好 ➢ 电性能好 ➢ 但溶解性差 ➢ 固化物硬且脆
脂环族环氧树脂是指含有两个脂环环氧基的低分子化合物，与固化剂作用后可生成性能优良的固化物。通常是由脂肪族与环氧氯丙烷合成，或是双烯烃加成反应而得到脂环族烯烃，经氧化而成脂环族环氧树
含磷添加剂主要在凝聚相中作用，阻燃机理为:
•
①形成磷酸配作为脱水剂，并促进成炭，炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。
• ② 加磷热酸过可程吸。热，因为它阻止了CO氧化为CO2，降低了
• ③对凝聚相形成一层薄薄的玻璃状的或液态的保护层，因此降低了氧气扩散和气相与固相之间的热量和质量传递，抑制了炭氧化过程，降低了含磷阻燃剂受热分解发生如下变化:磷系阻燃剂→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，具有强脱水性，在聚合物表合物与空气隔绝;脱出的水气吸收大量的热，使聚合物表面阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物，经质谱分析表明，存氢原子浓度大大降低，
晶水，在卤素化合物的作用下，生成卤化硼、卤
化锌，抑制和捕获游离的羟基，阻止燃烧连锁反
应;同时形成固相覆盖层，隔绝周围的氧气，阻
止火焰继续燃烧并具有抑烟作用。硼酸锌可以单
• 一旦燃烧时，就会生成硅酮特有的、含有—Si— O键和一Si—C—键的无机隔热绝缘保护层，既阻止了燃烧生成的分解成物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到了高阻燃化、低发烟量、低有害性的目的
➢ 树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型，能溶于多种溶剂

硼系阻燃剂检测方法研究进展

硼系阻燃剂检测方法研究进展魏婉妮;陈小轲【摘要】硼系阻燃剂作为无卤阻燃剂的替代被广泛应用于各个领域.本文对硼系阻燃剂的分类及目前的检测方法进行了综述,并对1CP-MS与其他分析技术的联用前景进行了展望.【期刊名称】《中国纤检》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P59-61)【关键词】硼酸;硼砂;阻燃剂;检测方法;ICP【作者】魏婉妮;陈小轲【作者单位】上海市质量监督检验技术研究院(纤维检验所);上海市质量监督检验技术研究院(纤维检验所)【正文语种】中文阻燃剂的安全性包括阻燃剂本身以及阻燃剂整理工艺过程和燃烧时所产生物质的急性毒性、致癌性、对皮肤刺激性和对水生物的毒性。

据统计，火灾中80%的死亡者都是由材料燃烧时释放出的烟和有毒气体造成的[1]。

传统阻燃剂以卤素和磷化合物为主，部分产品受到自身毒性、加工和燃烧过程中产生有毒气体的影响而被禁止使用。

欧盟自2008年起将六溴环十二烷等卤系及磷系阻燃剂列为禁用，Oeko-Tex Standard 100-2015将多溴二苯醚、磷酸二甲酚酯、磷酸三(2-氯乙基)酯等卤系及磷系列为禁用阻燃剂。

代表性的环保法案主要包括《RoHS》和《斯德哥尔摩公约》。

阻燃技术的非卤化是各国近年来及今后重要的发展方向。

而硼系阻燃剂无卤、抑烟、优良的阻燃特性使其成为无卤阻燃剂发展的重要方向[2-3]。

1 硼系阻燃剂介绍无机硼系阻燃剂以硼酸、硼砂和硼酸盐为主，该系阻燃剂可明显提高材料的耐火、阻燃和抑烟性能，使其燃烧时较少散发出有毒、有害气体。

无机硼系阻燃剂（硼酸、硼砂等）由于具有原料来源广泛、抑烟性、稳定性好等优点成为重要的阻燃剂之一[4.5]。

硼砂主要为四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O），是制取含硼化合物的基本原料，几乎所有的含硼化物都可经硼砂来制得。

它们在冶金、钢铁、机械、军工、刀具、造纸、电子管、化工及纺织等部门中都有着重要而广泛的用途。

无机硼酸盐系列阻燃剂有偏硼酸钡、氟硼酸铵、偏硼酸、钠、五硼酸铵、偏硼酸铵、硼酸锌等，硼酸锌是目前应用最广泛的无机硼系阻燃剂之一[6]，硼酸锌由硼砂或硼酸合成而得，同时具有阻燃、抑烟、成炭、抑制阴燃和防止熔滴等多种功能，广泛用于纤维织物、聚酰胺、尼龙、聚氯乙烯中作阻燃剂。

我国硼系阻燃剂的研究现状及发展趋势

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我国硼系阻燃剂的研究现状及发展趋势
赵博赵晓云邹璐李志洲
（西理工学院化学与环境科学学院，巾，２０１陕汉７３０）
摘要综述了硼系阻燃剂的分类、无机和有机硼系阻燃剂的阻燃机理、同效应及其我国的研究协
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常见阻燃剂及其阻燃机理总结

常见阻燃剂及其阻燃机理总结1、无机阻燃剂（1）水合金属氧化物主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锡等，其中以氢氧化铝的吸热效应最大，阻燃效果好。

其阻燃作用主要是吸热效应，生成的水蒸气还能起隔绝效应。

这类阻燃剂的最大优点是无毒，不会生成有害气体，还可减少燃烧过程中CO的生成量，起消烟剂作用。

最大缺点是分解温度低，应用时使用量大，只能用于加工温度较低、物理机械性能要求不高的高聚物材料的阻燃。

此外，氢氧化镁易吸收空气中的CO2，生成碳酸镁，使制品产生白点。

（2）硼化合物与钼化合物这类阻燃剂中主要有硼酸、水合硼酸锌、钼酸锌、钼酸钙、钼酸铵等。

其中水合硼酸锌的阻燃效果最好。

该类阻燃剂在较低温度下熔融，释放出水并生成玻璃状覆盖层，在燃烧过程中起隔绝、吸热及稀释效应。

硼类阻燃剂与卤系阻燃剂有协同效应。

由于分解温度低，不能用于加工温度高的高聚物阻燃（3）硅类化合物这类阻燃剂在燃烧时能生成玻璃状的无机层（Si0）并接枝到高聚物上，产生不燃的含碳化合物，形成隔氧膜而抑制燃烧，同时还能防止高聚物受热后的流滴。

其燃烧时不产生火焰、CO及烟，而且还具有补强作用。

因此，这是一类极有开发前景的非卤素阻燃剂。

（4）膨胀型石墨这是一类新开发的无机阻燃剂美国已商品化。

它能起隔绝效应，与红磷有良好的协同效应，两者常同时使用（5）三氧化二锑三氧化二锑在不含卤高聚物中阻燃作用很小，一般不单独用作阻燃剂，在含卤高聚物中有较好的阻燃作用，与卤系阻燃剂并用有较好的协同效应2、有机阻燃剂（1）有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂是目前用量最大的有机阻燃剂，主要是溴、氯化合物。

溴化物虽然有毒，但其阻燃效果比氯化物好，用量少，很受用户欢迎。

同一卤素不同类型的化合物，其阻燃能力不同，其大小顺序为:脂肪族＞脂环族＞芳香族脂肪族与高聚物的相容性好，但热稳定性差；芳香族热稳定好，但相容性差。

含有醚基的芳香族卤化合物与高聚物的相容性好，热稳定性高，用量急剧增加。

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书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
有机硼系阻燃剂
目前，最常见的具有阻燃作用的元素有：第Ⅲ主族的硼、ⅣB族的钛/ 锆、ⅤA族的氮/磷/锑和Ⅶ主族的溴/氯等。

其中，氮和磷用于纤维素纤维，
卤素和锑用于合成纤维的耐久性阻燃。

衡量阻燃剂的好坏标准，除了阻燃性能以外，应考虑本身是否有毒，在
后整理加工时是否有毒性气体产生，燃烧过程中是否产生大量烟尘和有害
气体。

有多种阻燃剂因本身有毒而被禁用，如早期的三（氮杂环丙基）氧
化磷（APO，又名TEPA），及近期的十溴二苯醚（DEBDE）和六溴环十二烷（HBCD）。

磷系阻燃剂阻燃性能良好，用于织物整理时有良好的耐洗性和耐久阻燃
性，但易使织物变色，产生臭味和毒性；含卤阻燃剂的阻燃效果良好，但
在使用和燃烧过程中产生二次污染。

随着新环保法规的不断出台，硼系阻燃剂以其优良的阻燃、低毒和抑烟
等特性正引注意，符合阻燃剂的无卤化、无毒化和抑烟化发展趋势。

硼资源丰富，早在十八世纪已经用硼砂作为阻燃剂，是最早期的无机硼
系阻燃剂。

而有机硼化合物由于水解不稳定性，造成不耐水洗和价格贵的
因素，一定程度上限制了应用。

但有机硼与有机磷阻燃剂相比，前者的毒
性远小于后者，且还有良好的抑烟性。

如果将有机硼化合物与氮、磷、卤素、硅等引入同一分子结构中合成含
硼复合型阻燃剂，幷尽量提高硼在分子中的含量，一方面可以提高单纯硼
系阻燃剂的耐水解稳定性和降低价格，同时也可减少含溴和磷阻燃剂的毒性。

硼–氮复合阻燃剂发挥协同功效
专注下一代成长，为了孩子。