超细低水合硼酸锌合成研究
硼酸锌的生产与性质
硼系阻燃剂来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了硼酸锌是最广泛用于塑料的阻燃剂之一。
从经济角度讲可部分代替价格昂贵的三氧化二锑用于PVC，聚酯和某些烯烃塑料的阻燃。
偏硼酸钡和含磷话和我或某种含卤化合物复合使用时，可有效代替40%~90%的Sb2O3，一般用于油漆，塑料和橡胶的阻燃。
另外，硼酸的钠，钙，铅盐以及四氟硼酸锌四胺的钠，钾盐作阻燃剂。
表4-12列出了硼酸阻燃剂的一般应用。
这里我们只重点介绍硼酸锌，其他硼酸产品暂不做介绍一．硼酸锌的生产方法硼酸锌的生产方法主要有如下三种:1.硼砂——锌盐法这是目前工业生产低水合硼酸锌的主要方法，即以硼砂和硫酸锌为原料，在水溶液中加热搅拌来合成。
其操作是首先将硫酸锌和水加入反应器红配成溶液，开始升温，在剧烈搅拌下投入Na2B4O7·10H2O和ZnO，在大于70℃温度下保湿，继续搅拌维持发宁5~7h，然后冷却，过滤，用温水洗涤滤饼，再于100~110℃干燥的成品，反应式为：3.5ZnSO4+3.5Na2B4O7+0.5ZnO+10H2O→2（2ZnO·3B2O3·3.5H2O）+3.5Na2SO4+2H3BO8在合成过程中需要控制的操作条件是：①液固比的选择，液固比太高，产品组成会变为ZnO·B2O3·2H2O；也古币江东6.5，反应物料就较粘稠，不利于操作，故一般采用液固比7.4左右为宜②反应时间的选择，如5.5h以前产品组成为ZnO·B2O3·2H2O；5.5h后产品组成才为2ZnO·3B2O3·3.5H2O所以反应时间一般采用6~7h为宜。
③原料配比的选择，只有ZnSO4与Na2B4O7的比例自1:1~1:1.1的范围内变动时，产品组成才是2ZnO·3B2O·3.5H2O，虽然茶农的收率随着配料比的增大而增大，但增大的幅度却不大，因此投料时ZnSO4略过量一些对生产有利。
低水合硼酸锌的合成与应用
于织物表面，隔绝空气，抑制燃烧，ＢＸ３ 燃 烧 时，放 出 的 ＨＸ 对 阻 止 高 活 性 自 由 基 之 间 的 连 锁 反 应 有 催 化 作 用， 比 单 用 硼 酸 锌 的 阻 燃 效 果 更 好．［１，２］
ＺＢ－ ２３３５ 工业上主要用 ３ 种合成路线：（１）氢氧化 锌－ 硼酸法，此法生产的产品单一，无三废污染，硼酸的 利用率高，但 Ｚｎ（ＯＨ）２ 现场制备会产生副产物和废水， 而且硼酸较贵，生产成本较高；（２）氧化锌－ 硼酸法，此法 工 艺 简 单 、产 品 单 一 、无 三 废 污 染 、母 液 可 以 循 环 使 用，硼酸较贵，生产成本高，适宜小批量生产．实验室合 成时用来制备晶种；（３）锌盐－ 硼砂法，采用硼砂及廉价 的锌盐，成本较低．本实验选择锌盐－ 硼砂法．［３］
［１］ 胡 晓 霞，史 成 武．硼 酸 锌 阻 燃 剂 的 研 制［Ｊ］．合 肥 工 业 大 学 学 报（自 然 科学版），１９９６，１９（３）：２７－ ２８．
［２］ 王桂香，张密林，董国君，等．硼 酸 锌 微 粉 的 合 成 及 应 用［Ｊ］．化 学 工 程 师，２００１（３）：８－ ９．
［３］ 李更辰．硼酸锌微粉的合成及应用［Ｊ］．石家庄铁道学院学报，２００３， １６（２）：３５－ ３６．
产品中 ＺｎＯ 的量用 ＥＤＴＡ 标准溶液络合滴定法 测定，氨水中和，以甲基橙为指示剂，所加的缓冲溶液 为 ＮａＡｃ－ ＨＡｃ 溶 液 ；Ｂ２Ｏ３ 量 经 过 由 甘 露 醇 强 化 的 硼 酸，再 用 ０．１００ ０ ｍｏｌ／Ｌ 氢 氧 化 钠 标 准 溶 液 滴 定，以 酚 酞为指示剂．结晶水的量用灼烧法测定，将产品在 ３７３ Ｋ 的高温炉中灼烧 ２ ｈ，冷至室温再称重分析．
表 ２ 不同投料配比对产率的影响
超细硼酸锌的水热法合成及表征
超细硼酸锌的水热法合成及表征司玉成【期刊名称】《《化学工程师》》【年(卷),期】2019(033)011【总页数】4页(P9-11,18)【关键词】阻燃剂; 水热法; 硼酸锌; 三乙胺【作者】司玉成【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学工程学院陕西西安 710300【正文语种】中文【中图分类】TQ13硼酸锌具有阻燃性能好、热稳定性高、粒度细、无毒等优点，常被用作一种高效、环保的无机阻燃剂[1,2]。
目前，国内外在合成硼酸锌方面已做了大量工艺研究工作，这些工作包括反应体系原料比、液固比、晶化时间、晶化温度对合成硼酸锌的影响[3-5]。
随着超细纳米技术的广泛应用，越来越多的材料需要颗粒更细的添加剂以满足其质量和应用上的需要。
因此，阻燃剂的超细化将成为未来研究的必然趋势。
因此，如何进一步优化工艺条件，制备出具有应用开发价值的超细硼酸锌，获得理想的性价比，这是我们急需解决的挑战性课题。
实验以二水乙酸锌和硼酸为原材料，以三乙胺为模板剂，采用水热方法来合成超细硼酸锌，研究了n 硼酸∶n乙酸锌、晶化温度、晶化时间等因素对合成硼酸锌的影响，对产品进行了表征。
1 实验部分1.1 主要原料与仪器硼酸（AR 天津市德恩化学试剂有限公司）；乙酸锌（AR 天津申泰化学试剂有限公司）；三乙胺（AR天津科密欧化学试剂有限公司）。
三口烧瓶、聚四氟乙烯反应釜（30mL）、101-1A型电热鼓风干燥箱、WJ-98 微型加热搅拌器、循环水式真空泵。
1.2 样品表征采用德国BRUKER/AXS 公司D8ADVNCE 型X衍射分析仪对产品晶型结构进行分析、采用日本JEOL 公司JSM-5600LV 型扫描电子显微镜对产品形貌进行表征、采用美国Nicolet 仪器公司AVATAR 360 系列傅立叶变换红外光谱仪对产品结构进行表征。
1.3 硼酸锌的合成预反应：乙酸锌作为Zn 源、硼酸作为B 源、三乙胺（TEA）作为模板剂，按一定的配比分别准确称量各种试剂。
无机阻燃剂硼酸锌的合成研究
ｘ射线衍射 、 热重分析表征硼 酸锌 样品． 用硬脂 酸钠 对硼 酸锌 表 面处理 ， 采 将硼 酸锌样 品填充到 聚
收稿 日期 ： ２０ ０ ０ ９— ９—２ ２
作者简介 ： 梁兵（ ９ ８一） 男 ， １６ ， 辽宁绥 中人， 教授 ， 主要从事高分子材料加工及改性的研 究
沈
阳
化
工
大
学
学
报
１２ 实验 方法 ．
２ ２ 液 固质 量 比对产 品组 成和 产率 的影 响 ．
Hale Waihona Puke 实 验流 程如 图 １ 示 所
阳市新 西 试 剂 厂 ； 乙二 胺 四 乙酸 二 钠 （ Ｄ Ａ） ＥＴ ，
沈阳市远东试剂厂； 以上均为分析纯． 聚氯 乙烯
（ＶＣ）Ｓ －０ 上 海 氯 碱 化 工 股 份 有 限 公 司 ； Ｐ ，Ｈ２０， 乙烯一 酸 乙烯 酯 （ Ｖ ， 业 级 ， 京 有 机 化 醋 Ｅ Ａ） 工 北
市 睦鑫 阻燃 材料 厂．
体因其 含有结晶水个数的不 同， 作用 也不尽相
同 ， 阻燃 作用 的硼 酸锌 主要有 ３５水和 ７水 的 起 ． 硼酸锌 ， 因 ３５水 的硼 酸锌 有 分解 温度 较 高 ， 而 ． 在 加工过 程 中不易 分解 的特 点 ， 以得 到广 泛 的 所 应 用 ¨ ２． 是 ， Ｉ］但 由于硼 酸锌 有多 种组 成 的存 在 ， 所 以 ， 同 的反应 条件 对产 物 的组 成会 有 不 同的 不 影 响． 本研究 中 ， 在 研究 了不 同 的物料 质量 比、 液
阻燃剂低水硼酸锌的微波水热合成与表征
阻燃剂低水硼酸锌的微波水热合成
与表征
阻燃剂低水硼酸锌的微波水热合成与表征
阻燃剂低水硼酸锌（ZnB_2O_4·2H_2O）是一种重要的烷基膦酸盐。
它具有优异的热稳定性、电绝缘性和耐火性能，是用于制造阻燃材料的重要原料，因此在工业应用中具有广泛的应用前景。
然而，由于市场上大多数硼酸锌的水分是过高的，当用于生产阻燃材料时，会对性能产生不利影响，因此，制备低水分硼酸锌已成为当前研究热点。
近年来，微波水热法已被证明是一种有效的方法，可以有效地合成出高性能的硼酸锌粉末。
微波水热法使用含有硼酸和锌酸的水溶液作为原料，将其加热到一定温度，然后在微波高能场的作用下，硼酸锌就会快速沉淀出来。
本实验的主要目的是利用微波水热法合成出低水分硼酸锌粉末，并对其进行表征。
为了达到这一目的，本实验采用了以下步骤：
（1）准备原料：根据所需低水分硼酸锌的特性，选择了相应浓度的硼酸和锌酸溶液，并将其调制成所需的溶液；
（2）微波水热合成：将调好的溶液加热到70℃，然后在微波高能场的作用下，硼酸锌就会快速沉淀出来；
（3）产物分离：将产物沉淀物分离出来，用离心机将悬浮液过滤，最后用无水乙醇将其脱水；
（4）表征：根据X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等分析技术，对所得产物进行分析，以确定其结构和性质。
本实验结果表明，采用微波水热法合成出的低水分硼酸锌粉末具有良好的粒度分布和粉末结构，XRD结果表明，产物为单一的硼酸锌结构，FTIR结果表明，产物中存在硼-氧键和锌-氧键。
综上所述，该实验表明，采用微波水热法成功合成出了低水分硼酸锌粉末，并对其进行了表征。
新型耐高温阻燃剂低水合硼酸锌
统 槽 等 ， 备 投 资 为 １０万 元 ， 建 厂 房 设 ５ 土
６０ ２ ６ 万元 ， ０ｍ 约 ０ 人工工人 ４ ０人 ， 流动 资金 １０ ８
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第５ 卷
２０ 年 第 ３ ０２ 期
四川化工与腐蚀控制
５ ７
万元 ， 含税 总 成本 ０７ ．４万 元／， ｔ年产 值 ２０ ７０万
效 益产 品。
近年来 国 内 外 大 力及超 细 纳米 产 品。例 如 Ｂ ｒ ｏａ ｘ
三 、 途 用
低水 合 硼 酸锌 价 廉 、 无毒 、 刺 激性 ， 水 无 脱 温 度高 、 燃 。与 聚合 物一 起 加 工后 不 影 响 其 阻
二、 经济效益 分析
生产 主设 备 包 括 反应 釜 、 心 机 、 燥 系 离 干
盖布、 运输 带 等 多个 领 域 。也 可用 于家 用 电器
的阻燃 、 烟 。该 产 品 目前在 国 内 的产 能不 足 抑
１ｋ ａ产量 不 足 ５ｔ ， 市 场需 求 量 在 １０ ｔ ０ｔ ， ／ ｋａ而 ／ ５ｋａ ／ 以上 。因此应 大 力 开发 低水 合 硼 酸 锌 阻燃 剂 ，
元， 净利润 为 ４０万 元 ， ８ 总投 资 （ 流动 资 金 ） 含 为
气 中氧 的作 用下 氧 化成 铁 离子 ， 硼 酸根 离 子 与 生成 不溶性 稳 定 、 密 、 化 的 复合 盐 膜 ， 阻 致 钝 以
止 金属 生锈 。
３０万元 ， 资 回收 期 为 ０８年 ， 一 种 高经 济 ９ 投 ． 是
滤 液循环 使用 ， 滤饼 经水 洗、 燥 、 干 破碎 、 检验 合
格后 包 装 得 产 品。其 最 佳 工 艺 条 件 为 ： ｎ Ｚ Ｏ：
新型阻燃剂低水合硼酸锌的合成
３ ３ —
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第 ２ 卷 第 ８期 １ ２０ ０ ７年 ８月
化 工时 刊
Ｃｈ ｅｍ ｉａｌＩ ｕ ｔｙ Ｔｉ ｃ ｎｄ ｓ ｒ ｍｅｓ
Ｖｏ ． Ｉ２１， Ｎｏ． ８ Ａｕ ８ ． ００ ｇ． ２ ７
新 型 阻燃 剂 低 水 合 硼 酸锌 的合 成
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｅ ｃｉｎ ｔｍｐｅａｕ ｅ，ｈ ｒ ｐ ｒｉｎ ｏ ｏ ｉ ｔ ｒ ｌ ｔ ｅ ｌ ｕ ｄ— ｓ ｌ ａｉ ｓｒ ｃ ｅ ｒａ ｔ ｅ ｏ ｒｔ ｒ ｔ ｅｐ ｏ ｏｔｏ ｆｓｌｄ ｍａｅ ａｓ，ｈ ｉ ｉ ｉ ｑ ｏｉ ｒｔ ｄ ｏ，ｔ ｅｒ ａ ｔｏ ｉ ｋ ｎ ｈ ｅ ｃｉｎ ｔｍｅｍａ ｉ ｇ
硼酸锌 的企业 标 准见 表 １ 。
表 １ 硼 酸 锌 的 企 业 标 准
Ⅱ
盒盛
药品： 六水 硝 酸锌 、 十水 硼 砂 、 氧化 锌 、 露 醇 均 甘
１ １ 实验 药 品与 仪器 ． 为分 析纯 。
仪器 ： 口烧 瓶 ， 三 电动 搅 拌 装 置 ， 温 水 浴 槽 ， 恒 循 环水 式真 空泵 ， 恒温 干燥 箱 ， 温度计 ，Ｈ值 测 试仪 ｐ
先用 ２ ％盐酸 溶解 样 品 ， 用 １ ％氨 水溶 液 调 节 ｐ ０ 再 ０ Ｈ 值 到 ８ 加氨 一氯化 铵 缓 冲溶液 １ ， 铬黑 Ｔ为指 ， ０ｍＬ 用
（Ｚ Ｏ ３ ２ ３ ３５ ｚ ） Ｈ Ｂ ３ Ｎ Ｎ ３ ２ ｎ 。 Ｂ０ ‘ ．Ｈ ０ ＋２ ３ Ｏ ＋７ ａ Ｏ
影 响产 品 组成 的 因素 主要 有反应 温 度 、 反应 物 的 配 比 ， 固 比和反应 时间 等 。研 究 了这 些 因素 对 产 品 液
Ｌ ｙ ｎ Ｃｈ ｎ Ｘｕ ｘ ｉＡｉｉ ｇ ｅ ｅｉ
硼酸锌
电缆料专用超细硼酸锌
1、基本性质
硼酸锌的分子式为（2ZnO·3B2O3·3.5H2O），也称水合硼酸锌，分子量434.75。
它是一种无毒、无味、无臭的白色粉末，相对密度2.67，熔点980o C，不溶于乙醇、正丁醇和丙酮，易溶于盐酸、硫酸和亚砜。
折射率为1.58~1.59，在冷水中溶解性极低，在热水中可缓慢溶解形成含1%的溶液，在300o C下长时间加热，仅失去0.7的结晶水，加热至300o C以上时，失去全部结晶水。
2、质量标准
3、应用
硼酸锌是一种环保型的无机阻燃剂，具有抑烟、无毒、廉价等优点，应用非常普遍，常作为三氧化二锑的代用品。
可广泛用于PVC、PBT、PET、PA、PP、PE、PPO等塑料中，在无卤阻燃EVA电缆料、PE、环氧树脂、丙烯酸酯和合成橡胶中，硼酸锌与氢氧化铝间也存在协效作用。
在用作电缆料的含硅聚合物中，硼酸锌本身即可用作阻燃也作
抑烟剂。
硼酸锌的另一个特点是它对很多聚合物的强度、伸长率及热老化性能没什么影响。
4.包装及贮存：
25kg内衬塑料袋，外用编织袋，贮存于阴凉干燥处。
阻燃剂低水硼酸锌的微波水热合成与表征
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｊ ｉ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＰ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌＴ ａ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｊ ｉ ｉ ｎ ｇ１ ０ ２ ６ １ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ 北 京 石 油化 工 学 院 化 工 系 ． 北京 １ ０ ２ ６ １ ７ ） 为 原 料 ，利用 微 波 水 热 法 制 备 了 低水 硼 酸 锌 （ ２ Ｚ ｎ Ｏ・ ３ Ｂ ： Ｏ ・ ３ Ｈ ２ ０ ） 。借 助 ｘ 射 线 衍 射
（ Ｘ Ｒ Ｄ ） 、 热重 一 差热 （ Ｔ Ｇ — Ｄ Ｔ Ａ） 、 扫描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 等 分析 测 试 手 段 ， 对 合成 的低 水 硼 酸锌 粉体 的结 构 、 性 质 和 形 貌 进 行
无 机 盐 工 业
２ ６ Ｉ ＮＯＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡ Ｌ Ｓ Ｉ Ｎ ＤＵＳ ＴＲＹ
第４ ５卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ４月
阻燃 剂低 水硼 酸锌 的微 波 水 热 合 成 与 表征
刘 霞， 丁长增 ， 李 杨， 李柯宏 ， 张 晗， 张丽 芳 ， 荣 华
硼酸锌实验报告
2012.11.13-2012.11.15无机添加型阻燃剂低水合硼酸锌的制备薛风驰（0909401040）（苏州大学材料与化学化工学部09级化学类专业）摘要：用氧化锌-硼酸法制备低水合硼酸锌，并进行成分分析。
关键词：低水合硼酸锌、氧化锌、EDTAAbstract:.Prepare low hydrated zinc borate with ZnO-H3BO3method and analyze it.keyword:low hydrated zinc borate zinc oxide EDTA1、前言低水合硼酸锌，商品名称“Firebrake ZB”,是一种无机添加型阻燃剂。
这种阻燃剂是一种白色细微粉末，分子式为2ZnO·3B2O3·3.5H2O，相对分子质量为436.64，平均粒径2~10μm，相对密度为2.8。
硼酸锌中的锌有38%以氧化锌或氢氧化锌的形式进入气相，对可燃性气体进行稀释，降低其燃烧速率。
同时硼酸锌与卤化物作用在高温下形成卤化锌，可以覆盖于可燃物表面隔绝空气、抑制可燃气体的产物并阻止氧化和热辐射作用。
当硼酸锌加入卤素高分子材料中后，在燃烧过程中形成的BX3进入气相与水蒸汽作用形成卤化氢，可以阻止自由基间的链反应，也起到阻燃作用。
作为高效性添加型阻燃剂，其在较高的温度入350℃下仍然保持结构中的结晶水。
因此与目前使用的其他阻燃剂相比，低水合硼酸锌有更广阔的应用领域。
同时，与常用的阻燃剂氧化锑相比，低水合硼酸锌具有廉价、毒性低、发烟少、着色度低等优点，已广泛应用于PVC 薄膜、墙壁涂料、电线电缆、地毯等材料的生产与加工中，产生较好的阻燃效果。
低水合硼酸新的生产方法包括硼砂-锌盐合成法、氢氧化锌-硼酸合成法、氧化锌-硼酸合成法等。
其中氧化锌-硼酸合成法由于工艺简单、易操作、产品纯度高等优点，同时母液可循环使用、无“三废”污染被广泛使用。
本实验通过氧化锌-硼酸法制备低水合硼酸锌，并测定其锌含量、结晶水含量。
低水合硼酸锌的阻燃机理与应用
. 在无机阻燃剂中 , 三氧化二锑消耗量较大 , 但
因其不能抑烟又具有一定的毒性, 因而其使用受到 一定的限制 . 目前 , 阻燃技术出现了非锑化趋向 , 能 部分或全部取代三氧化二锑的阻燃 剂主要有硼酸 锌、 锡酸锌、 钼化 合物等
[ 2]
. 据统计, 发生火灾造成
的死亡事故中, 80 % 以上是材料燃烧产生的浓烟和 有毒气体造成的 . 因此 , 阻燃剂除应具有优良的阻燃 效果外 , 低毒、 低烟也是其必不可少的性能 . 硼酸锌作为一种环保无机阻燃剂 , 具有无毒、 无 污染、 阻燃及抑烟的优良 性能, 特别 低水合硼酸锌 ( 2ZnO 3B2 O3 3 . 5 H 2 O) 问世后, 逐步得到了广泛 应用. 硼酸锌与其他阻燃剂 ( 三氧化二锑、 氢氧化铝 等 ) 复配使用 , 可显著地提高其抑烟、 阻燃性能, 有 着良好的市场前景
成的碳化物中含有原来 80 % 的硼及 62 % 的锌, 锌催 化 PVC 脱氯化氢 , 使 PVC 交联成碳层, 2ZnO 3B2 O3 M echan ism and App lication of 2ZnO
3B2 O3
3 5H2 O as F ire Re tardan t
SONG Zhen xuan
[ 8]
3 . 5H 2O 与含卤素材料 如含溴的聚酯、 尼龙、 环氧 树脂可起协同增效阻燃作用
[ 10 ]
; 它在非卤烯、 苯乙烯、 聚氯乙烯、 环氧树脂、 丙烯酸酯、 合成橡胶中与氢氧化铝也能起 协同阻燃抑烟作用 , 并可提高填充料的性能 , 抑制滴 落, 提高其机械性能 . 2ZnO 3B 2O 3 3 . 5H 2 O 与 Sb2O 3 和 A l( OH ) 3 同时复配 , 可降低 Sb2O 3 的用量, 而阻 燃效果 更好. 因此在 不饱和聚 酯、 环 氧树脂、 PBT、 PET、 PA、 聚砜、 聚苯醚、 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物、 乙 HX+ H # H 2 + X 烯丙烯酸 酯共聚 物、 聚 乙烯、 ABS 、 聚氨酯、 聚 碳酸 酯、 EPDM 、 丙烯酸中甚为广用 . 在硅橡胶、 电缆料含 硅聚合物中单一 2ZnO 3B2 O3 3 . 5H 2 O 本身就是一 种优良的阻燃抑烟剂 参
防腐材料硼酸锌的合成研究及性能测试
文章编号
１ ０ ０ ０—５ ２ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５—的 合 成 研 究 及 性 能 测 试
张玉星 ， 安 燕 ， 贾贞贞 ， 杨 雪艳
（ １ ． 贵州大学 化学与化工学院 ， 贵州 贵 阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 贵州广播电视大学 ， 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ １ ）
一
以及 窃蠹等 良好 的作 用 Ｊ 。 目前 硼 酸锌 主要 用 于
室 内防腐方 面 ， 相 对 于 现 在用 量 较 大 的 Ｃ Ｃ Ａ、 Ａ Ｃ Ｑ
及 铜 唑防腐 剂 处 理 的 木 材 ， 硼 化 物 防腐 剂 价 格 经 济， 且其 ｐ Ｈ值 接 近 中性 ， 处理 材 不 变 色 ， 具有 良好
１ ． ２ ． １ 原 理及 操作 步骤
氧化 锌 法 反 应 基 本 原 理 ： ２ Ｚ ｎ Ｏ ＋６ Ｈ Ｂ Ｏ ＝
２ Ｚ ｎ Ｏ・ ３ Ｂ ２ Ｏ ・ ３ ． ５ Ｈ ２ Ｏ ＋５ ． ５ Ｈ２ Ｏ 按 氧 化 锌 与 硼
酸 的物质 的量 比先 称取 一定 量 的硼酸 ， 溶 于三 口烧
锌 一硼 酸法 。其 中 ， 氧化 锌 一硼 酸 法 收率 最 高 ， 且 工艺简单 ， 产 品单 一 ， 并 无 三 废 污 染 。本 文 考察 氧 化 锌 一硼 酸法 合成 硼酸 锌 过 程 中锌 硼 比 、 液 固比、
反 应 时间 、 反应 温 度 对 产 物 的结 构 的影 响 ， 并 对 产 物 的防腐性 能 进行研 究 。
抑 制 生 长的作 用 。
关 键词 ： ２ ３ ３ ５型硼 酸锌 ； 氧化 锌 一硼 酸 法 ； 合成 ； 化 学分 析 ； 防腐 中图分 类 号 ： Ｔ Ｂ ３ ７ 文献 标 识码 ： Ａ
无机添加型阻燃剂低水合硼酸锌的制备
无机添加型阻燃剂低水合硼酸锌的制备一、实验目的1了解低水合硼酸锌的性能和用途。
2掌握用氧化锌制备低水合硼酸锌的原理和方法。
二、实验原理1.主要性质和用途低水硼酸锌（low hydrate zinc borate）的商品名称为非法Firebrake ZB。
本品系白色细微粉末，分子式2ZnO·3B2O3·3.5H2O，相对分子质量436.64，平均粒径2~10μm，相对密度2.8。
它是一种无机添加型阻燃剂，具有热稳定好，既能阻燃、又能消烟并能灭电弧等特点。
其中最突出的特点是在35℃高温下，仍保持结晶水，这一温度高于多数聚合物的加工温度，这样拓宽了ZB使用范围。
ZB的折射率为1.58，此值与多数聚合物折射率相近，因此树脂经阻燃剂处理后仍然保持其透明度。
在多数情况下，ZB可有效的单独作阻燃剂使用，但由于它与氯、氢、氧化锑及氢氧化铝等都有协同反应，因此复合使用效果更好。
它与国内使用的阻燃剂氧化锑相比，具有廉价、毒性低、发烟少、着色度低等许多优点。
ZB已被广泛用于许多聚合物，如PVC薄膜、墙壁涂料、电线电缆、输送皮带、地毯、汽车装潢、帐篷材料、纤维制品等阻燃。
2.制备原理和方法低水合硼酸锌工业生产方法主要有：硼砂—锌盐合成法；氢氧化锌—硼酸合成法；氧化锌—硼酸合成法。
氧化锌硼酸合成法和另外两种方法相比，具有工艺简单、易操作、产品纯度高等优点，母液可循环使用，无三废污染等。
实验室制备低水合硼酸锌一般采用这种方法，其化学反应方程式为：ZnO+H3BO3→2ZnO·3B2O3·3.5H2O+H2O三、主要仪器和药品四口烧瓶（250ml）、烧杯（250ml、500ml）、温度计（0~100℃）、抽滤瓶（500ml）、布氏漏斗、真空泵、电动搅拌机、电热鼓风干燥箱等。
硝酸锌(化学纯试剂)、氢氧化钠(化学纯试剂)、氧化锌（化学纯试剂）、硼酸（化学纯试剂）、蒸馏水。
四、实验内容量取40ml水加入四口烧瓶中，搅拌下加入27.5g硼酸，待溶解后再加入12.5g氧化锌，并不断搅拌，加热升温至80~90℃，反应3~4h。
硼酸锌的合成研究进展
硼酸锌的合成研究进展张亨【摘要】介绍了硼酸锌的用途、物化性质、生产过程和产品标准.综述了近十年来硼酸锌的合成研究进展情况.【期刊名称】《上海塑料》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P6-9)【关键词】硼酸锌;阻燃剂;性质;工艺;用途;合成【作者】张亨【作者单位】锦西化工研究院,辽宁葫芦岛125000【正文语种】中文【中图分类】TQ128+.540 前言硼酸锌主要用作阻燃剂［1-10］，用于聚氯乙烯、聚烯烃、聚酯、卤化聚酯、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、ABS树脂、不饱和聚酯等树脂，以及橡胶、涂料、纤维织物等阻燃处理。
它还用作陶瓷釉药、涂料防霉剂、杀菌防霉剂等，也用于医药、防水织物制造等。
1 物化性质［1-3，5-6，8-10］硼酸锌为无规则（或菱形）白色结晶或淡黄色粉末，分子式2ZnO·3B2O3·3.5H2O，相对分子质量434.69，相对密度2.69，熔点980℃。
在冷水中溶解性极低，在热水中缓慢溶解形成质量分数为1%的B2O3的溶液。
硼酸锌易溶于稀酸、氢氧化钠溶液和二甲基亚砜，不溶于乙醇、正丁醇、苯及丙酮等有机溶剂。
在低于260℃硼酸锌仍能保持其结晶水；温度高于300℃时失去结晶水。
硼酸锌热稳定性较好，无毒，既能阻燃，又能消烟，还能熄灭电弧。
硼酸锌有一系列不同组成的化合物。
其中有七水2ZnO·3B2O3·7H2O、五水2ZnO·3B2O3·5H2O、二水ZnO·B2O3·2H2O、无水ZnO·2B2O3和2ZnO·3B2O3等，主要取决于制备方法的差异。
3.5个结晶水的硼酸锌，实际是3.3～3.7个结晶水的。
如无特别说明，阻燃剂硼酸锌一般就是3.5个结晶水的硼酸锌。
2 生产工艺［1-3，7-12］2.1 复分解法复分解法以硼砂和锌盐（硫酸锌、硝酸锌等）为原料，在水溶液中加热进行反应：硼砂和锌盐原料易得，成本较低，在产品粒度控制上有一定的优势。
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细、 无毒等优点 ， 酸锌主要 有如 下几种衍 生物 ， 硼 其分 子式分 别
为 ：Ｚ Ｏ ・ Ｂ Ｏ ３５ ２ Ｚ Ｏ ・ ２ ３・ Ｈ Ｏ，Ｚ Ｏ ・ Ｂ Ｏ ２ ｎ ３ ２ ３・ ． Ｈ Ｏ，ｎ Ｂ Ｏ ２ ２ ２ ｎ ３ ２ ３‘
合成 时会在较 高 的 ｐ Ｈ条 件下 反应 ， 根本 得不 到所 需结 构 的产
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硼 酸锌 为白色或淡 黄 色结 晶粉末 ， 有 热稳 定性 好 、 度 具 粒
ｐ Ｈ在 ６ ８～１． ． ０ ６之间 ， 大部分 以氢 氧化锌存 在 ， 锌 固相反应 ， 时 间更 长） 这就会使反应条件极难 控制 ， 先加硼砂后加硫酸锌 ， ， 若
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８ ８・
厂 州化 工
２１ ００年 ３ ８卷第 １期
超 细 低 水 合 硼 酸 锌 合 成 研ห้องสมุดไป่ตู้究
刘 向磊 ， 月 龙 ， 钰婕 臧 郭
（ 成都理 工 大学材料 与化 学化 工学院 ，四川 成都 ６０ ５ ） １０ ９
摘 要 ： 以硼砂、 硫酸锌和硼酸为原料， ４ 反应时间内制备出超细硼酸锌。通过正交优化实验， 在 ｈ 确定了影响产品质量的各因
７ ３ ｎ ・ Ｂ Ｏ ３５ ： Ｈ Ｏ，Ｚ Ｏ ２ ，－ ． Ｈ ０。在 上述 几种不 同结构 的硼 酸锌 中， 由于 ２ ｎ ３ ， ．Ｈ Ｏ具 有较 高的脱水温度 ， ２ ０Ｃ Ｚ Ｏ・ Ｂ Ｏ ３５ 在 ５ ￣ 以上仍能保留结 晶水 ， 因此 具有较 高的商 业价值 。商 品级 硼酸
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ｅ Ｎｅ Ｓ ｎ ｈｅｉ ｅ ｈ ｄ ｏ ｔａ —ｆｎ ｗ ｄ ａ ｅ ｎ ｒ ｔ ｔ ｙ ｏ ｈ ｗ ｙ ｔ ｔｃ Ｍ ｔ ｏ ｆＵｌｒ － ｅ Ｌｏ Ｈｙ ｒ ｔ ｄ Ｚｉ ｃ Ｂｏ ａ ｅ ｉ
Ｌ ＵＸ ａｇ— ｅ， Ａ ｕ —ｌ ｇ， Ｕ ｕ ＿ Ｉ ｉｎ ｌ Ｚ ＮＧ Ｙ ｅ ｏ Ｇ Ｏ Ｙ ｅ一 ｉ ｎ 『
素关 系， 并首次提 出硼砂和硼酸 的质量 比对硼酸锌质量 的影响 。通过 电镜扫 描及灼烧实验 ， 验证 了产品粒度在 ６ｘ 以下 、 貌为规 １ ｍ 形 则菱形 、 失结 晶水温度大于 ２０Ｃ， ５ ￣ 所制备的硼酸锌具有较好的阻燃性 能。
关键词 ： 超细； 阻燃剂； 硼酸锌； 合成； 结晶水
品， 若先加硫酸锌后加硼砂 ， 硼砂必须少量 且适当这就会使 产率 降低。 综合 以上原因 ， 本实验采 用硼砂一 锌盐复分 解法时 ， 氧化 把 锌用硼酸替代 ， 因为没有 固相参 与反应 ， 反应 时间大 为缩短 ， 大 约 ３小 时反应 即可完成 ， 且产物质量完全符合 ２ ３ ３５型的要求 ， 比 现行合成方法时间大约缩短了一倍 。