硼酸鋅阻燃劑的微波合成及應(yīng)用研究.pdf

1、阻燃劑是合成高分子材料的重要助劑之一，添加阻燃劑對高分子材料進(jìn)行阻燃處理，可以阻止材料燃燒或者延緩火勢的蔓延，使合成材料具有難燃性、自熄性和消煙性。隨著防火安全標(biāo)準(zhǔn)的日益提高和塑料產(chǎn)量的快速增長，全球阻燃劑的用量不斷增長。按照化學(xué)組成，阻燃劑可分為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑，無機(jī)阻燃劑在合成材料中，除了有阻燃效果外，還有抑制發(fā)煙和氯化氫生成的作用，而且賦予材料無毒性、無腐蝕性和價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 低水硼酸鋅（ZB-2335）是一種性能

2、優(yōu)良的固體無機(jī)阻燃劑，有很好的阻燃和抑煙作用，在300℃開始釋放出結(jié)晶水，在鹵素化合物存在下，生成鹵化硼、鹵化鋅，抑制和捕獲游離的羥基，阻止燃燒連鎖反應(yīng)；同時形成固相覆蓋層，隔絕燃燒物的表面空氣，阻止火焰繼續(xù)燃燒并能發(fā)揮消煙滅火作用。 論文以硼砂和硫酸鋅為原料，研究了微波加熱制備低水硼酸鋅（ZB-2335）的工藝，用正交實(shí)驗(yàn)方法考察了反應(yīng)溫度、液固比、微波輻射時間、微波功率等四個因素對硼酸鋅的ZnO％/B2O3％、產(chǎn)率和粒徑分布

3、的影響，確定了最佳工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在反應(yīng)溫度85℃，液固比3.0：1，微波輻射時間50min，微波功率650W的條件下可制備平均粒徑為10.17μm的低水硼酸鋅（ZB-2335），產(chǎn)率達(dá)99.18％。同時采用XRD衍射及熱重分析對產(chǎn)品進(jìn)行表征，XRD衍射圖與低水硼酸鋅（ZB-2335）標(biāo)準(zhǔn)譜圖吻合，熱重分析顯示產(chǎn)品脫水溫度與低水硼酸鋅（ZB-2335）的理論脫水溫度接近。 論文還研究了最佳條件下合成的硼酸鋅在PVC、PP

4、中的阻燃性能測試：通過測試添加了硼酸鋅阻燃劑的PVC、PP材料的氧指數(shù)（LOI）、煙密度（SDR）和垂直燃燒等級來評價硼酸鋅的阻燃性能。實(shí)驗(yàn)制備的ZB-2335對軟PVC具有提高極限氧指數(shù)（LOI）、降低煙密度等級（SDR）的效果，且隨著添加量的增多，極限氧指數(shù)（LOI）逐漸增大，煙密度等級（SDR）逐漸降低，當(dāng)添加量達(dá)到14g時，極限氧指數(shù)（LOI）達(dá)38.5，煙密度等級（SDR）達(dá)72.5，起到了良好的阻燃抑煙效果。實(shí)驗(yàn)制備的ZB-