硼酸锌为什么具有阻燃效果

硼酸锌具有稀释阻隔可燃气体，发泡，吸热，脱水，促进成炭，产生玻璃态涂层的作用，能产生阻燃效果。硼酸锌与工程塑料，PVC等的分解温度相近，在高温下可以释放大量水蒸气，吸收材料产生的热量，降低塑料材料的表面温度。硼酸锌的阻燃机理大致可以从以下几个方面理解。

1，硼酸锌与有机卤化物在高温下反应，可生成能在气相阻燃的三卤化硼。ZB与被阻燃高聚物或卤系阻燃剂分解产生的卤化氢反应时，可按如下反应生成锌化合物和硼化合物。

2ZnO·3B2O3+12HC1-Zn(OH)C1+ ZnCl2 + 3BCl3 + 3HBO2 + 4H2O，生成的不挥发性锌化合物和硼化合物促进成炭，发挥凝聚相阻燃作用。

2，ZB其脱水温度与一些高温工程塑料的分解温度相近，ZB高温分解时，大部分硼及锌都残留在炭层中。

3，ZB阻燃PVC时，仅有很少一部分硼可能是转变为挥发性的卤化硼而损失了。少量的卤化硼不仅不足以阻燃，反而会破坏炭层的整体性。在无卤系统中，无水ZB的作用在于改善炭层的质量，含水ZB则主要以脱水机理进行阻燃。如阻燃系统中含有氢氧化铝，在550℃左右时，硼酸锌能形成作为传热和传质壁垒的多孔陶瓷层。硼化合物能延缓石墨结构的氧化，因为硼能使石墨表面上一些对氧化敏感的反应点失活。石墨通常与无定形炭同时存在于炭层中。

4，当硼酸锌与卤系阻燃剂合用时，可同时在气相及凝聚相发挥作用。因为生成的卤化硼和水蒸气能稀释可燃物和吸热降温，发挥气相阻燃作用。生成的卤化锌，在凝聚相能催化某些高聚物（如PVC）脱氯化氢交联，在气相则具有抑制火焰的功效（仅有少量卤化锌挥发至气相中）。酸与ZB作用生成的氧化硼则能稳定炭层和抑制材料的阴燃。但应指出，逸至气相中的硼化物和锌化物是很有限的。卤化硼是火焰抑制剂，且其捕获自由基的功能与卤化氢具有同一数量级。

硼酸锌作为阻燃剂可以用于电缆，橡胶，纺织物，塑料，涂料，防锈漆等，由于还具有防虫，防腐，防霉的效果，所以在木材及纸张保护上也具有重要的用途。硼酸锌可单独使用，也可以与其他磷氮阻燃复配使用，还能提升材料的抑烟性能。