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。
使用方法
研究起源
• 远在1735年，英国的Obaveasghae就获得 了专利，他用硼砂、明矾、硫酸铁等的水 溶液作为纺织品阻燃整理剂，这种阻燃方 法能大幅度降低织物的着火性能和燃烧性。
• 此外，硼酸钠钙混合物也很早就作为扑救 森林火灾的阻燃剂。
无机硼
• 主要包括有五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸 铵、偏硼酸钡和硼酸锌等。
• 将有机硼和有机磷阻燃剂复配使用，一方 面，减少磷阻燃剂毒性；另一方面，提高 硼阻燃剂耐水解稳定性。
机理
• 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 耐洗涤状况。
缺憾
• 由于硼原子为SP2杂化，还存在一个空的P 轨道，这个空轨道易于接受水等带有未共 用电子对的亲核试剂的进攻而使硼酸酯水 解，因此所合成的有机硼化合物大多不耐 水洗。