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有机硼系阻燃剂的研究情况

 有机硼系阻燃剂的研究情况

   

     有机硼阻燃剂的研究相对于无机硼阻燃剂起步较晚一些,不过在1942年时

,美国的Posner就申请了专利,他用硼酸和三乙醇胺的反应产物作为纺织

品的阻燃剂。

     目前,国内对有机硼阻燃剂的研究开展得比较少,林苗等将有机硼和有机

磷阻燃剂复配使用,既可减少磷阻燃剂毒性,又能提高有机硼阻燃剂的耐

水解稳定性。从理论上分析,硼原子具有一个2Pz空轨道,可以接受孤对电

子,同磷配位可以产生协同效应,同时可以改善有机硼阻燃剂容易水解造

成的不耐洗涤的情况。

     有机硼酸酯阻燃剂分子中碳与硼的比对阻燃效果有很大的影响,碳硼比小

于4时,才具有阻燃性,分子中若含有卤素、氮和磷等杂原子,则这个比例

可略高。分子中含硼量越高,阻燃效果越好。由于有机硼化合物的水洗牢

度是极差的,它们甚至不能承受一次温和条件下的水洗,解决的最好方法

就是在其分子内部引入氮原子,硼原子可以通过自身的空轨道与之形成分

子内的配位键,这样就可以减慢硼酸酯的水解速度。

      随着硅化合物在阻燃家族中的越来越受到青睐,可以将硅、硼元素引入同

一分子结构中合成有机硼硅阻燃剂,一方面可以降低硅阻燃剂的价格,另

一方面可以提高硼阻燃剂耐水解稳定性。青岛大学化工学院的赵雪等基于

上述的原理,同时根据阻燃剂的协同效应,合成了含有硼、氮、硅元素的4

种有机硼阻燃剂,并且通过实验发现这几种阻燃剂的水解稳定性尚好,可

用于织物中的阻燃。

      现在国内唯一比较成熟的有机硼阻燃剂是FR-B,即硼酸三(2,3-二溴)丙

酯,是一种含溴含硼的液体添加型阻燃剂。合成这种有机硼阻燃剂有两条

路线,第一条路线就是采用2,3-二溴丙醇和三氧化二硼进行酯化脱水反应

制得;第二条路线就是用丙烯醇和硼酸生成三(丙烯基)硼酸酯,然后用

溴加成而制得。我国采用第一条路线生产这种阻燃剂,产品收率已经达到

90%以上。这种阻燃剂不但具有良好的阻燃效果,而且还有抑烟作用,对制

品的物理力学性能影响较小,易于加工成型。它可以在不饱和聚酯、聚氨

酯,酚醛环氧树脂和棉织物中作为高校阻燃剂。

      另外,含硼化合物是典型的润滑非活性添加剂,胡泽善等合成了硼及锌的

油溶性化合物十二烷氧基硼酸锌,将其用作润滑油抗磨减摩添加剂,结果

表明所合成的添加剂能明显提高油的抗磨性能。

       目前,国际上对有机硼阻燃剂的合成也纷纷开始进行了研究。一篇美国专

利中所报道的有机硼阻燃剂中没有传统阻燃剂通常包换的氯、溴、磷或氮

元素,它是由包括硅、硼、氧的聚合物构成。近年来,日本的西崎织物染

色公司开发的防火阻燃剂是一种含硼的特殊复合组分的阻燃剂,分别是

NFR-650、650S和110,无毒、无刺激性。将它渗透到纤维素类纤维或化学

纤维坯布中,可明显提高纤维的着火点,并能延缓火焰的蔓延速度。火灾

事故中造成死亡的主要原因,是从燃烧物中产生有毒气体。但NFR系列可通

过加工附着在纤维上,抑制纤维燃烧时产生的有毒气体,加工后不会造成

纤维手感和色调的变化。该公司已将此研究成果商品化,经正式结构试验

证明,具有其他产品所没有的防火阻燃效果。

本文出自郑州得儿硼业化工有限公司http://www.zzdoer.com,欢迎转载!

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