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（ZB-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%/B2O3%、产率和粒径分布的影响,确定了最佳工艺条件。实验结果表明:在反应温度85℃,液固比3.0:1,微波辐射时间50min,微波功率650W的条件下可制备平均粒径为10.17μm的低水硼酸锌（ZB-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14g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（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,在含量大于15%后,都达到UL94V-0级别。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。