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硼酸锌

产品名称: 硼酸锌
CAS Registry Number: 1332-07-6;12536-65-1
EINECS: 215-566-6  
别名: 硼酸锌;
分子结构:
分子式: BO3Zn-
分子量: 124.1892
熔点:  980 deg C
闪点:  

其他产品

硼酸锌相关信息

基本信息

  【英文名】 zinc borate
  【别名】 低水硼酸锌
  【登记号】 CAS[12513-27-8]
  【分子量】 434.62
  【性质】 无规则(或菱形)白色或淡黄色粉末。不溶于水、乙醇、正丁醇、苯、丙酮,易溶于盐酸、硫酸、二甲亚砜。热稳定性好。易分散。无毒。

简介:

  硼系列阻燃剂--硼酸锌 一、概述 硼系阻燃剂是最早使用的阻燃剂之一,亦是重要的无机阻燃剂,其特点为热稳定性好,毒性低,消烟,与其它阻燃剂复配效果良好,添加后明显减少材料燃烧烟浓度,与含卤类阻燃剂,三氧化二锑复配效果明显,广泛应用于PVC电缆、PE、EVA、PET、PBT、尼龙、不饱和聚酯、环氧树脂、聚酰亚胺及各种防火涂料中. 二、性能指标: 项目 规格 三氧化二硼(B2O3)% 45~48

[1]

氧化锌(ZnO)% 37.5~40.0 灼 烧 减 重% 13.5~15.5 脱结晶水温度℃ 250~300 平均粒径D50 um 3~5 水份% ≤1.0 备注:符合欧盟RoHS指令。 三、应用范围: 应用于PVC电缆料、PP、PE、EVA、不饱和聚酯,环氧树脂、天然橡胶、合成橡胶、氯丁橡胶、膨胀性防火涂料及堵料……等。
  技术指标
  执行标准: Q/ZWW003-2003
  

项目/级别
ZB-2335( 2ZnO.B2O3 3.5H2O)
优级品 一级品
白度 9995
外表水 % ≤ 0.51.0
粒径, um 3-53-5
氧化锌ZnO, % 37.0-40.0
氧化硼B2O3 , % 45.0-48.0
灼烧失重 % 13.5-15.5
细度(325筛余物),% ≤ 0.1
比重, g/cm3 2.67
熔点 ℃ 980
失结晶水温度 ℃ >320
折射率 1.58
产品应用:
  1. 硼酸锌可以作为氧化锑或其它卤素阻燃剂的多功能增效添加剂,可以有效提高阻燃性能,减少燃烧时烟雾的产生,并可以调节橡塑产品的化学,机械,电等方面的性能。
  2. 作为含卤素等阻燃剂的部分或完全环保替代品,硼酸锌正在被广泛的直接应用于塑料和橡胶的加工,如PVC、PE、PP、增强聚酰胺、聚氯脂、聚苯乙烯、环氧树脂、聚脂酸乙烯树脂及天然橡胶,苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁橡胶等。还可以被应用于纸张、纤维织物、装饰板、地板革、壁纸、地毯、陶瓷釉料、杀菌剂,涂料的生产中,以提高阻燃性能。
  3. 基于硼酸锌的其它性质,还可用于防腐,远红外线吸收,木材的防虫防菌处理等领域。

安全性

  无毒,不腐蚀。用内衬聚乙烯塑料薄膜袋的编织袋包装。每袋净重25 kg。应贮存在清洁干燥的库房中,贮存和运输中应避免雨淋。勿与酸类共贮混运。

包装

  本品按一般化工品包装,运输,储存。
  如果客户对具体指标有特殊要求,可以针对要求定做产品
  主要包装为25千克/袋,500千克/吨袋,也可根据客户要求定做各种重量的包装。
  硼酸锌在各种原材料中应用举例如下:
  在橡胶中:8%--5%(占总材料)
  在塑料中:10%--25%阻燃母粒)
  在纤维纺织中:5%―10%(占总材料)
  在防水涂料中5%--8%(占总材料)
  在陶瓷方面中:8%--25%(占原料百分比)
  在消防器材中:15%--30%(占总原料)
  在造纸行业中:5%---15%(占总原料)
  在防腐方面:10%--20%(因材料而定)
  在杀菌方面:15%--25%
  在医药方面:5%---15%

硼酸锌的制备工艺:

传统硼酸锌的制备

  硼酸中和法
  [1-2]1) 硼酸-氢氧化锌法
  2Zn(OH)2+6H3BO3=2ZnO?3B2O3?3.5H2O+7.5H2O
  此法将硼酸和氢氧化锌按一定的比例投入反应器,控制一定的固液比,于90-100℃下反应5-7h。该路线的优点就是产品单一、无三废、硼酸的利用率较高。而该法的缺点是所需氢氧化锌需要现场制备,因此不可避免地产生了副产物和废水。
  2) 硼酸-氧化锌法
  2ZnO+6H3BO3=2ZnO?3B2O3?3.5H2O+5.5H2O
  此法的制备条件和硼酸-氢氧化锌法差不多,并且消除了硼酸-氢氧化锌法带来的麻烦,具有工艺简单、工序少、产品单一等优点,母液可以直接循环使用;但是该法的硼酸和氧化锌的价格都比较高,所以成本比较高。
  硼酸盐-锌盐法
  美国硼砂与化学品公司在专利中就此法报道了有10多条原料路线,下面是其中二条使用较为普遍的路线。
  3.5ZnSO4+3.5Na2B4O7+0.5ZnO+10H2O=2(2ZnO?3B2O3?3.5H2O)+3.5Na2SO4+2H3BO3
  此法硼砂、锌盐原料易得,成本较低,在粒度控制上有一定的优势;但是该法的缺点是反应条件比较苛刻。硼砂是强碱弱酸盐,使得体系溶液显碱性,锌以氢氧化锌微溶物形式存在,使得复分解反应速度减慢,反应时间延长,在一定程度上增加了能耗,提高了产品成本。另外,此方法生成硼酸和硫酸钠两种副产物,要将两种副产物分离出来,母液循环使用,处理工序相当繁杂。

超细硼酸锌的制备

  硼酸锌阻燃剂粉体的粒径过大会在基材中分散不理想,添加量高时会恶化材料的使用性能。为了改善硼酸锌在基材树脂中的分散性,必须使其粒径较小及粒径分布较窄。故阻燃剂细微化,甚至纳米化,既可增大阻燃剂与材料的接触面以提高相容性,还可降低阻燃剂的用量。目前国外对硼酸锌的合成和应用已经达到了一定的水平,1990年报道的美国硼砂公司的硼酸锌新产品是平均粒径为2-4μm;1992年,硼砂公司又报道了一种硼酸锌新产品,其失水温度为413℃(比标准硼酸锌约高110℃),因而可用于加工温度极高的工程塑料,如聚酮、砜和聚醚亚胺等。
  中国现在所生产的硼酸锌的粒径一般为2-8μm,还不能达到国外的水平,所以对硼酸锌进行超细化研究日趋重要起来。
  武汉大学将氧化锌和硼酸混合均匀,物质的量比为1:3,加入反应容器,加入水的量为氧化锌和硼酸总质量的0.01%-60.00%,然后搅拌配制成流变态,再放入密闭容器在60-100℃温度下保温6-12h,冷至室温取出产物,在120-140℃烘干即可。此法制备过程不需要过滤,也不需要水洗,反应产率高。
  。
  胡云楚发明了一种固相反应制备纳米硼酸锌的方法。将氧化锌和硼酸分别磨成微米级,然后按照一定的比例,加入总量的1%-5%的硬脂酸钠、硅烷等表面活性剂或偶联剂,然后进行球磨或真空球磨,最后得到了纳米级的硼酸锌。
  还有人研究了用水热法制备形貌可控的颗粒状、棒状和针状的低水合硼酸锌和用溶剂热改性法制备硼酸锌,均得到了改性良好的产品。
  高温固相反应制备硼酸锌
  高温固相反应制备硼酸锌的研究目前进行得比较少。通过高温固相反应制得的硼酸锌是不含结晶水的,所以阻燃效果可能会下降,但是根据硼酸盐的阻燃机理,应该还是具有一定的阻燃效果。HubertHuppertz等通过研究发现,在高温或者是高压的条件下,ZnO-B2O3体系中有4或5种不同结构的硼酸锌存在,分别为:α-ZnB4O7,偏硼酸锌Zn4O(BO2)6或ZnB2O4,Zn3(Bo3)2或Zn5B4O11,ZnB6O10(可能存在,因为在1949年的调查研究中,说明了不可能存在这种物质)和微孔硼酸锌Zn4o(BO3)2。
  高温固相反应制备硼酸锌的研究国外进行得比较早。在20世纪90年代初期,日本就有专利报道说,用1 mol的氧化锌(锌的氢氧化物、碳酸锌或活性锌)平均粒径≤0.1μm,和1.0-1.5 mol的硼酸或三氧化二硼于700-900℃高温中反应1-6h,可以制得硼酸锌。

硼酸锌的阻燃机理

  硼酸盐的阻燃作用主要来自以下几个方面:
  1)能形成玻璃态无机膨胀涂层;
  2)能促进成炭;
  3)能阻碍挥发性可燃物的逸出;
  4)能在高温下脱水,具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效。水合硼酸锌的阻燃机理是:当温度高于300℃时,硼酸锌热分解,释放出结晶水,起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用。另一方面,在高温下硼酸锌分解生成B2O3(若材料中含有氯或溴时还生成ZnX2,ZnOX。X为Cl或Br),附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层,此覆盖层可抑制可燃性气体产生,也可阻止氧化反应和热分解作用。此外,在含卤材料中,燃烧时还产生BX3,BX3与气相中的水作用生成HX,在火焰中有卤素原子游离基生成,该游离基能阻止羟基游离基的链反应,从而起到阻燃作用。