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超細(xì)硼酸鋅阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-3 17:24:40 |
超細(xì)硼酸鋅阻燃劑的制備。硼酸鋅阻燃劑粉體的粒徑過大會在基材中分散不理想，添加量高時會惡化材料的使用性能。為了改善硼酸鋅在基材樹脂中的分散性，必須使其粒徑較小及粒徑分布較窄。故阻燃劑細(xì)微化，甚至納米化，既可增大阻燃劑與材料的接觸面以提高相容性，還可降低阻燃劑的用量。對超細(xì)硼酸鋅阻燃劑的合成和應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，1990年報道的硼酸鋅新產(chǎn)品是平均粒徑為2-4μm;1992年，又報道了一種硼酸鋅新產(chǎn)品，其失水溫度為413℃(比標(biāo)準(zhǔn)硼酸鋅約高110℃)，因而可用于加工溫度極高的工程塑料，如聚酮、砜和聚醚亞胺等。
中國所生產(chǎn)的硼酸鋅的粒徑一般為2-8μm，所以對硼酸鋅進(jìn)行超細(xì)化研究日趨重要起來。
武漢大學(xué)將氧化鋅和硼酸混合均勻，物質(zhì)的量比為1：3，加入反應(yīng)容器，加入水的量為氧化鋅和硼酸總質(zhì)量的0.01%-60.00%，然后攪拌配制成流變態(tài)，再放入密閉容器在60-100℃溫度下保溫6-12h，冷至室溫取出產(chǎn)物，在120-140℃烘干即可。此法制備過程不需要過濾，也不需要水洗，反應(yīng)產(chǎn)率高。
胡云楚發(fā)明了一種固相反應(yīng)制備超細(xì)硼酸鋅阻燃劑的方法。將氧化鋅和硼酸分別磨成微米級，然后按照一定的比例，加入總量的1%-5%的硬脂酸鈉、硅烷等表面活性劑或偶聯(lián)劑，然后進(jìn)行球磨或真空球磨，最后得到了納米級的硼酸鋅。
還有人研究了用水熱法制備形貌可控的顆粒狀、棒狀和針狀的低水合硼酸鋅和用溶劑熱改性法制備硼酸鋅，均得到了改性良好的產(chǎn)品。
高溫固相反應(yīng)制備硼酸鋅的研究進(jìn)行得比較少。通過高溫固相反應(yīng)制得的硼酸鋅是不含結(jié)晶水的，所以阻燃效果可能會下降，但是根據(jù)硼酸鹽的阻燃機(jī)理，應(yīng)該還是具有一定的阻燃效果。HubertHuppertz等通過研究發(fā)現(xiàn)，在高溫或者是高壓的條件下，ZnO-B2O3體系中有4或5種不同結(jié)構(gòu)的硼酸鋅存在，分別為：α-ZnB4O7，偏硼酸鋅Zn4O(BO2)6或ZnB2O4，Zn3(Bo3)2或Zn5B4O11，ZnB6O10(可能存在，因為在1949年的調(diào)查研究中，說明了不可能存在這種物質(zhì))和微孔硼酸鋅Zn4o(BO3)2。
高溫固相反應(yīng)制備硼酸鋅的研究國外進(jìn)行得比較早。在20世紀(jì)90年代初期，日本就有專利報道說，用1 mol的氧化鋅(鋅的氫氧化物、碳酸鋅或活性鋅)平均粒徑≤0.1μm，和1.0-1.5 mol的硼酸或三氧化二硼于700-900℃高溫中反應(yīng)1-6h，可以制得硼酸鋅。
磷酸三苯酯tpp是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為自色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為自色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香氣味，微有潮解性，不易燃燒。熔點約50℃，受熱時快速熔化成箍狀，潤精效果極佳，常作為阻燃增塑潤精劑使用。它在許多塑料和樹脂用作阻燃劑，如酚醛樹脂，環(huán)氧樹酯等。
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(tài)無機(jī)膨脹涂層;
2)能促進(jìn)成炭;
3)能阻礙揮發(fā)性可燃物的逸出;
4)能在高溫下脫水，具有吸熱、發(fā)泡及沖稀可燃物的功效。水合硼酸鋅的阻燃機(jī)理是：當(dāng)溫度高于300℃時，硼酸鋅熱分解，釋放出結(jié)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(chǎn)生，也可阻止氧化反應(yīng)和熱分解作用。
硼酸鋅行業(yè)屬于法規(guī)推動型產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)外相關(guān)法律法規(guī)的相繼出臺和逐步完善，影響著整個硼酸鋅行業(yè)的格局。不斷完善的政策法律環(huán)境為具有資源優(yōu)勢、規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和研發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)提供發(fā)展的機(jī)會。世界硼酸鋅產(chǎn)品正向著多元化、無毒化和多功能消費方向發(fā)展。
2012年硼酸鋅生產(chǎn)區(qū)域分布比例結(jié)構(gòu)硼酸鋅生產(chǎn)商除重視國內(nèi)市場外，還努力開發(fā)國外市場，硼酸鋅工業(yè)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(chǎn)基地轉(zhuǎn)向亞洲。
我國把阻燃材料納入重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，并且組建了綠色阻燃劑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為阻燃材料行業(yè)的發(fā)展提供了政策性的平臺。作為無機(jī)阻燃劑綠色環(huán)保的優(yōu)勢，硼酸鋅等環(huán)保型阻燃劑產(chǎn)品將會迎來政策之風(fēng)，不斷發(fā)展壯大。
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