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公司新闻
硼酸锌阻燃剂
发布者:宏泰基  发布于:2021/8/16 9:38:48  点击率:407

     硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂,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。   

    一、物理性质无规则(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。中文名硼酸锌CAS登录号12513-27-8英文名zinc borate水溶性不溶于水分子量434.62外观白色或淡黄色粉末粒径, um3-5比重, g/cm32.67熔点 ℃980失结晶水温度 ℃>320折射率1.58

    二、化学性质硼酸锌是最早使用的硼系阻燃剂之一,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。

    三、应用领域

    1、硼酸锌可以作为氧化锑或其它卤素阻燃剂的多功能协效添加剂,可以有效地提高阻燃性能,减少燃烧时烟雾的产生,并可以调节橡塑产品的化学、机械和电性能等。    

    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应用于塑料和橡胶当中;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、杀菌剂和涂料中,以提高阻燃性能。

    3、基于硼酸锌的其它性质,还可用于防腐、远红外线吸收以及木材的防虫防菌处理等领域。

    四、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、发泡及稀释可燃物的功效。水合硼酸锌的阻燃机理是:当温度高于300℃时,硼酸锌受热分解,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。

    五、制备方法

    1、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,下面是其中二条使用较为普遍的路线。⒊5ZnSO4+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。

    六、安全性硼酸锌无毒,不腐蚀。用内衬聚乙烯塑料薄膜袋的编织袋包装。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。该品按一般化工品包装,运输,储存。

    七、添加比例硼酸锌在各种原材料中应用举例如下:

    1、在橡胶中:8%--5%(占总原料)

    2、在塑料中:10%--25%(阻燃母粒)

    3、在纤维纺织中:5%—10%(占总原料)

    4、在防水涂料中5%--8%(占总原料)

    5、在陶瓷方面中:8%--25%(占总原料)

    6、在消防器材中:15%--30%(占总原料)

    7、在造纸行业中:5%---15%(占总原料)

    8、在防腐方面:10%--20%(因材料而定)

    9、在杀菌方面:15%--25%10、在医药方面:5%---15%

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