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硼酸锌

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硼酸锌阻燃剂

2020-12-15 已有1821人浏览 皖燃科技

硼酸锌(又称:水合硼酸锌)

分子式:2ZnO·3B2O3·3.5H2

分子量:434.5

硼酸锌为白色细微粉末,密度2.8g/cm3,熔点980℃。吸油量是45g/100g。不易吸潮,易分散。硼酸锌为膨胀型阻燃颜料,具有无毒防锈、防霉、防污特性。当今已发展成为具有多种性能的化工材料。


详情介绍

    硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂,根据组成不同(XZnO.YB2O3.ZH2O),FB阻燃剂有十几个品种。最常用的品种为本品-3.5水硼酸锌。本产品无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小、比重小、分散性好等特点,作为一种高效阻燃剂被广泛应用在塑料、橡胶、涂料等领域。 

      主要技术指标

外观

氧化硼(%)

氧化锌(%)

灼烧失重(%)

游离水≤(%)

平均粒径,µm

白色粉末

45-50

36-41

13.5-15.5

0.2

1-3

包装、运输、贮存

    包装:内塑外编覆膜袋,每袋净重25kg。

    运输:本品为非危险品,运输过程中防止受潮,雨淋和包装破损。

    贮存:贮存在于干燥通风的库房内。

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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。


硼酸锌的现状及前景

硼酸锌行业属于法规推动型产业,国内外相关法律法规的相继出台和逐步完善,影响着整个硼酸锌行业的格局。不断完善的政策法律环境为具有资源优势、规模经济优势和研发优势的企业提供发展的机会。世界硼酸锌产品正向着多元化、无毒化和多功能消费方向发展。

硼酸锌生产商除重视国内市场外,还努力开发国外市场,硼酸锌工业的全球化和竞争加剧。亚洲已成为增速最快的硼酸锌市场,美国一些硼酸锌制造商正在将其生产基地转向亚洲。

我国"十二五"规划把阻燃材料纳入重点发展产业,并且组建了绿色阻燃剂产业技术创新战略联盟,为阻燃材料行业的发展提供了政策性的平台。作为无机阻燃剂绿色环保的优势,硼酸锌等环保型阻燃剂产品将会迎来政策之风,不断发展壮大。

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传统硼酸锌的制备-硼酸中和法

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。

3)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,下面是其中一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

此法中硼砂、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。


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