Page 60 - 《橡塑技术与装备》2022年9期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

图 3 （a）HRR 曲线 ； （b）微孔硼基膨胀型阻燃剂的阻燃机理 [36]

有效地起到阻燃作用。 的阻燃性能 ；并且在后面的研究中提出铁酸锌对炭的
1.3 硼化合物在弹性体中的阻燃 形成起催化作用，而 BN 在凝聚相中起阻挡作用 ； BN
硼化合物也用作弹性体中的阻燃添加剂。Wang 形成了曲折的路径，改性 BN 作为一种有效的抑烟剂
等人 [33] 将 ZnB 添加到在硅橡胶中，观察到随着 ZnB 阻碍了气态产物向火焰区的扩散 [ 如图 4(c)] [53] 。
表 3 硼化合物在环氧树脂中的阻燃作用
添加量的增加，LOI 值增加 ；然后继续利用纳米 SiO 2
改性 ZnB。结果表明经过改性的 ZnB 比纯 ZnB 表现 硼化合物 LOI UL-94 PHRR 参考文献
ZnB (16%) - - 489 [50]
出更好的阻燃性能。仅添加 25%（质量分数）改性 改性 BN (3%) - - 185 [51]
改性 BN (3%) - - 631 [52]
ZnB 垂直燃烧等级就可达到 V0 级。同时提出，经过
改性 BN (3%) 29±8 - 581 [53]
SiO 2 改性的 ZnB 会更加容易迁移到燃烧区，并形成具 改性 BN (3%) - - 683 [54]
-
有膨胀特性的致密炭层。Intharapat 等人 [48] 在环氧化 硼酸异山梨酯 (50mol%) 25±4 V0 281 [55]
27±2
[56]
含硼酚醛树脂 (25%)
-
天然橡胶中利用 BA 作为反应性阻燃剂，观察到随着 2, 4, 6-三-(4-硼-2-噻吩) 31±9 V0 454 [57]
（20%）
天然橡胶硼含量的增加，PHRR、THE 和线性燃烧速 2,4,6-三-(4- 硼苯氧基 )- 31±8 V0 305 [58]
(1,3,5)- 三嗪
率降低，LOI 值增加 ；提出硼元素会促进脱水和形成
致密 “ 玻璃涂层 ”，以此降低天然橡胶的可燃性。采
各种有机硼化合物被合成并用作环氧树脂中的阻
[49]
用 CuCl 2 和 NaMoO 4 改性的 BN 分别用于聚氨酯弹 [55]
燃添加剂。Sheth 等人 合成硼酸异山梨醇酯并在环
性体和硅橡胶。结果表明改性的 BN 比纯 BN 具有更
氧树脂中以 50 mol% 的比例添加，LOI 值达到 25%，
高的阻燃性能 ；机理显示金属改性的 BN 可以在凝聚 [56]
垂直燃烧等级达到 V0 级。Deng 等人 在环氧树脂
相和气相之间形成物理屏障以作为成炭催化剂。
中使用含硼酚醛树脂作为固化剂。添加含硼环氧树脂
1.4 硼化合物在热固性聚合物中的阻燃
通过形成更致密的炭结构提高了环氧树脂的阻燃性能，
硼化合物已在各种热固性聚合物中用作阻燃添加 [57]
提高了 LOI 值，降低了 PHRR 和 THR 值。Zhang
剂，其中大多数研究集中在环氧树脂上（如表 3 所示）。 [58]
和 Chen 等人 合成了含氮 / 硼的化合物。二人在研
BN 由于具有优异的高温稳定性、强度，较高的导热
究中观察到，随着有机硼化合物添加量的增加，LOI
系数，被应用与各种高分子树脂的阻燃研究。利用植
值增加，PHRR 和 THE 降低。这两种有机硼化合物在
酸和双氰胺 [51] 、六水硝酸钴和七水硫酸亚铁 [52] 、六
凝聚相中通过膨胀炭结构的形成和在气相中通过稀释
水氯化铁和氯化锌 [53]、 六水氯化铁和五水硝酸铋 [54] 改
效应形成 NH 3 和 CO 2 显示出双重阻燃作用。
性过的 BN 用作环氧树脂中的阻燃添加剂。这些被改
性的 BN 的阻燃机理示意图如图 4 所示。Qiu 等人 [51]
2 硼化合物的协效阻燃
研究表明 [ 如图 4(a)]，改性 BN 在凝聚相中通过增强
2.1 含矿物填料的硼化合物
的炭形成和改善阻隔作用发挥其阻燃作用，并在气相
在之前的研究中，硼化合物被广泛用于金属氢氧
中作为自由基清除剂发挥其阻燃作用。Zhang 等人 [52]
化物（氢氧化铝和氢氧化镁）的协效添加剂。这些研
观察到有序排列的 BN 比随机排列的 BN 表现出更好
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·10· 第 48 卷 第 期