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硼酸鋅

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硼酸鋅阻燃劑

2020-12-15 已有2537人瀏覽 皖燃科技

硼酸鋅(又稱:水合硼酸鋅)

分子式:2ZnO·3B2O3·3.5H2

分子量:434.5

硼酸鋅為白色細微粉末,密度2.8g/cm3,熔點980℃。吸油量是45g/100g。不易吸潮,易分散。硼酸鋅為膨脹型阻燃顏料,具有無毒防銹、防霉、防污特性。當今已發展成為具有多種性能的化工材料。


詳情介紹

    硼酸鋅是一種環保型的非鹵素阻燃劑,根據組成不同(XZnO.YB2O3.ZH2O),FB阻燃劑有十幾個品種。最常用的品種為本品-3.5水硼酸鋅。本產品無毒、低水溶性、高熱穩定性、粒度小、比重小、分散性好等特點,作為一種高效阻燃劑被廣泛應用在塑料、橡膠、涂料等領域。 

      主要技術指標

外觀

氧化硼(%)

氧化鋅(%)

灼燒失重(%)

游離水≤(%)

平均粒徑,μm

白色粉末

45-50

36-41

13.5-15.5

0.2

1-3

包裝、運輸、貯存

    包裝:內塑外編覆膜袋,每袋凈重25kg。

    運輸:本品為非危險品,運輸過程中防止受潮,雨淋和包裝破損。

    貯存:貯存在于干燥通風的庫房內。

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硼酸鹽的阻燃作用主要來自以下幾個方面:

1)能形成玻璃態無機膨脹涂層;

2)能促進成炭;

3)能阻礙揮發性可燃物的逸出;

4)能在高溫下脫水,具有吸熱、發泡及沖稀可燃物的功效。水合硼酸鋅的阻燃機理是:當溫度高于300 ℃時,硼酸鋅熱分解,釋放出結晶水,起到吸熱冷卻作用和稀釋空氣中氧氣的作用。另一方面,在高溫下硼酸鋅分解生成B2O3(若材料中含有氯或溴時還生成ZnX2,ZnOX。X為Cl或Br),附著在聚合物的表面上形成一層覆蓋層,此覆蓋層可抑制可燃性氣體產生,也可阻止氧化反應和熱分解作用。此外,在含鹵材料中,燃燒時還產生BX3,BX3與氣相中的水作用生成HX,在火焰中有鹵素原子游離基生成,該游離基能阻止羥基游離基的鏈反應,從而起到阻燃作用。


硼酸鋅的現狀及前景

硼酸鋅行業屬于法規推動型產業,國內外相關法律法規的相繼出臺和逐步完善,影響著整個硼酸鋅行業的格局。不斷完善的政策法律環境為具有資源優勢、規模經濟優勢和研發優勢的企業提供發展的機會。世界硼酸鋅產品正向著多元化、無毒化和多功能消費方向發展。

硼酸鋅生產商除重視國內市場外,還努力開發國外市場,硼酸鋅工業的全球化和競爭加劇。亞洲已成為增速最快的硼酸鋅市場,美國一些硼酸鋅制造商正在將其生產基地轉向亞洲。

我國"十二五"規劃把阻燃材料納入重點發展產業,并且組建了綠色阻燃劑產業技術創新戰略聯盟,為阻燃材料行業的發展提供了政策性的平臺。作為無機阻燃劑綠色環保的優勢,硼酸鋅等環保型阻燃劑產品將會迎來政策之風,不斷發展壯大。

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傳統硼酸鋅的制備-硼酸中和法

1) 硼酸-氫氧化鋅法

2Zn(OH)2+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+7.5H2O

此法將硼酸和氫氧化鋅按一定的比例投入反應器,控制一定的固液比,于90-100℃下反應5-7h。該路線的優點就是產品單一、無三廢、硼酸的利用率較高。而該法的缺點是所需氫氧化鋅需要現場制備,因此不可避免地產生了副產物和廢水。

2) 硼酸-氧化鋅法

2ZnO+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+5.5H2O

此法的制備條件和硼酸-氫氧化鋅法差不多,并且消除了硼酸-氫氧化鋅法帶來的麻煩,具有工藝簡單、工序少、產品單一等優點,母液可以直接循環使用;但是該法的硼酸和氧化鋅的價格都比較高,所以成本比較高。

3)硼酸鹽-鋅鹽法

美國硼砂與化學品公司在專利中就此法報道了有10多條原料路線,下面是其中一條使用較為普遍的路線。

3.5ZnSO4+3.5Na2B4O7+0.5ZnO+10H2O=2(2ZnO·3B2O3·3.5H2O)+3.5Na2SO4+2H3BO3

此法中硼砂、鋅鹽原料易得,成本較低,在粒度控制上有一定的優勢;但是該法的缺點是反應條件比較苛刻。硼砂是強堿弱酸鹽,使得體系溶液顯堿性,鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在,使得復分解反應速度減慢,反應時間延長,在一定程度上增加了能耗,提高了產品成本。另外,此方法生成硼酸和硫酸鈉兩種副產物,要將兩種副產物分離出來,母液循環使用,處理工序相當繁雜。


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