探索硼酸锌阻燃剂的微波合成及应用研究

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1、中南大学硕士学位论文硼酸锌阻燃剂的微波合成及应用研究姓名：童孟良申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐有根;习小明20081130硕士学位论文摘要阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一，添加阻燃剂对高分子材料进行阻燃处理，可以阻止材料燃烧或者延缓火势的蔓延，使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。随着防火安全标准的日益提高和塑料产量的快速增长，全球阻燃剂的用量不断增长。按照化学组成，阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，无机阻燃剂在合成材料中，除了有阻燃效果外，还有抑制发烟和氯化氢生成的作用，而且赋予材料无毒性、无

2、腐蚀性和价格低廉等优点。低水硼酸锌(zB．2335)是一种性能优良的固体无机阻燃剂，有很好的阻燃和抑烟作用，在300℃开始释放出结晶水，在卤素化合物存在下，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，隔绝燃烧物的表面空气，阻止火焰继续燃烧并能发挥消烟灭火作用。论文以硼砂和硫酸锌为原料，研究了微波加热制备低水硼酸锌亿B．2335)的工艺，用正交实验方法考察了反应温度、液固比、微波辐射时间、微波功率等四个因素对硼酸锌的ZnO％／B203％、产率和粒径分布的影响，确定了最佳工艺条件。实

3、验结果表明：在反应温度85℃，液固比3．0：l，微波辐射时间50min，微波功率650W的条件下可制备平均粒径为10．171ma的低水硼酸锌亿B．2335)，产率达99．18％。同时采用XRD衍射及热重分析对产品进行表征，XRD衍射图与低水硼酸锌(ZB．2335)标准谱图吻合，热重分析显示产品脱水温度与低水硼酸锌(ZB．2335)的理论脱水温度接近。论文还研究了最佳条件下合成的硼酸锌在PVC、PP中的阻燃性能测试：通过测试添加了硼酸锌阻燃剂的PVC、PP材料的氧指数(LOI)、烟密度(SDR)和垂直燃烧等级来评价硼

4、酸锌的阻燃性能。实验制备的ZB．2335对软PVC具有提高极限氧指数(LOI)、降低烟密度等级(SDR)的效果，且随着添加量的增多，极限氧指数(LOI)逐渐增大，烟密度等级(SDR)逐渐降低，当添加量达到149时，极限氧指数(LOI)达38．5，烟密度等级(SDR)达72．5，起到了良好的阻燃抑烟效果。实验制备的ZB．2335同样对PP具有提高极限氧指数(L00、降低烟密度等级(SDR)的效果，且随着添加量的增多，极限氧指数(LOI)逐渐增大，烟密度等级(SDR)逐渐降低，在含量大于15％后，都达到UL94V．0级

5、别。从阻燃聚丙烯的烟密度等级可以看出，ZB．2335是一个很好的硕十学位论文摘要抑烟剂，它可以有效地降低释烟量，不会造成环境污染。因而ZB．2335阻燃PP材料在燃烧时少烟、无熔滴，具有良好的阻燃抑烟效果。关键词微波加热；低水硼酸锌(zB．2335)；XRD衍射；阻燃性能；极限氧指数；烟密度等级硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTFlameretardantiSoneofanimportantadditionalagentofsynthesismacromoleculematerial．Afterinfla

6、mingretardingprocess，synthesismacromoleculematerialhassomeattributesuchasfireretardant，self-extinguishingandsmokeeliminatingwhichcanpreventmaterialcombustionordelaythefiretoextend．Asthefireproofingandsafetystandardaremoreandmorestrict，andwiththefastgrowthoutpu

7、tofplastics，theglobaloutputofflameretardantwereincreasedgradually．Accordingtochemicalcomponent．flameretardantisdividedintoinorganicflameretardantandorganicflameretardant,synthesismacromoleculematerialaddedwithinorganicflameretardanthasmuchmoreattributeassmokin

8、ginhibit,preventingHCLproduction,andwithsomemeritsuchasnontoxicity，noncorrosive，lowerprice，etc。Lowerwaterzincborate(ZB一2335)isahighqualitysolidinorganicflameretardantwithexcellenti