硼酸锌在使用是不需要特殊的处理,它是一种高流动性的细结晶粉末,容易分散于各种树脂中,它一般和桑拿氧化二锑复合加入PVC,氯丁胶,卤化聚酯,氯化聚乙烯等含卤树脂,或与卤化物阻燃剂(如十溴联苯醚,氯化石蜡等)一起适用于未卤化树脂中。硼/锑复合的阻燃效果要比单独使用Sb2O3为好,而且可以减少25%的发烟量,因此无论从阻燃效果还是经济效益都是合理的。另外硼酸锌和氢氧化铝复合也是非常有效的,尤其是在PVC中使用,是氢氧化铝的增效剂。
在含Cl15%~20%或含Br
10%~15%的树脂体系中硼酸锌的用量建议为:
每100份树脂加1.5~5份硼酸锌,1.5份三氧化二锑,或每100份树脂加入4~%份硼酸锌,10~15份氢氧化铝。
硼酸锌的阻燃机理为:在燃烧温度系,硼酸锌分解和卤素生成ZnX2,ZnOX,H3BO3(X=Cl,Br)覆盖于塑料表面,隔绝空气,分解过程中放出大量结晶水,降低燃烧温度,并稀释氧气一直燃烧继续进行。
1. 在塑料中的应用
(1) 聚氯乙烯(PVC)
软质PVC塑料:
配方
PVC 100份
癸二酸二辛脂50份
硬质酸铅1份 三盐基性硫酸铝5份
三氧化二锑12份 FB阻燃剂15份
性能
拉伸强度(kg/c㎡):186 断裂身长度(%): 278
氧指数:32~34 自熄性(UL-94):V-0
耐寒性:-30℃不断裂
此配方可用作PVC电线电缆护套材料,阻燃性能优良,可达美国758FR-1的苛刻要求,而且生产过程中放线性能良好,表面光洁。
(2) 酚醛塑料
以木粉作为填料的酚醛模塑粉,其阻燃性能一般为HB级(对酚醛树脂,添加量为10%,对整个模塑粉,添加量约为4~5%),其阻燃性能可有HB级提高到V-0级,而且塑料耐热性能由明显提高。其他机械性能,电性能全可达到原来的性能指标。添加FB阻燃剂后,不影响加工性能,无论是模压或注塑制品,表面光洁度和外观都非常理想。
(3) 聚丙烯塑料
配方
聚丙烯55份 全氯戊环硅烷25份
三氧化二锑5份 FB阻燃剂5份
滑石粉10份 稳定剂0.8份
性能 阻燃剂(UL-94)V-0级(150℃30天后不变)在60℃和相对湿度100%下处理96h后介电常数为2.49,导线直径10-3 m时,击穿电压为600V,体积电阻为1014 Ω·c㎡。
(4) 聚乙烯塑料
配方 基乙烯70~75份 十溴联苯醚15~20份
三氧化二锑5份 FB阻燃剂5份
抗氧剂0.3份
按此组成的塑料其氧指数可达到26(不加阻燃剂的聚乙烯塑料氧指数在18左右)。
(5) 聚苯乙烯塑料
配方
聚苯乙烯100份 氯化环戊二烯20份
FB阻燃剂3.35份 三氧化二锑3.35份
按此配方的塑料氧指数可达37.8。
(6) 聚酯塑料
配方
聚对苯二甲酸二丁酯(PBT)100份
溴化环氧树脂(含Br52%)28.6份
玻璃纤维61.2份 FB阻燃剂10.2份
三氧化二锑4.1份
按此配方组成的塑料其抗张强度为1250kg/c㎡,冲击强度为6.8kg/c㎡,1/6英寸厚的试片残燃时间为0s。
2. 在橡胶中的应用
配方
氯丁胶100份 硬脂酸0.5份
防老剂1份 Na-22 0.5份
氧化镁4份 氧化锌5份
氯化石蜡5份 磷酸三甲苯酯2.5份
陶土45份 FB钻机17.5份
三氧化二锑12.5份
按此配方做成的制品原始的物理机械性能:300%延伸强度31kg/c㎡ ,抗张强度161kg/c㎡,伸长率778%,扯断永久变形52%,硬度64ShA,经70℃X144h老化后期数据分别为32.4,143,742,42,66,其老化洗漱为0.836,氧指数为46,此配方可作阻燃橡胶运输带,密封圈等。