硼酸锌的生产与性质
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。
管状结构3.5水硼酸锌的制备及工艺优化
第49卷第11期2020年11月辽 宁化工 Vol .49,No . 11Liaoning Chemical Industry __________________________November ,2020管状结构3.5水硼酸锌的制备及工艺优化代英秋,王浩宇,周弘强(辽宁首钢硼铁有限责任公司,辽宁凤城丨丨8100)摘 要:硼酸锌是一种优异的阻燃添加剂,其中3.5水硼酸锌应用范围最广。
以硼酸和氧化锌为原料,得到了 3.5水硼酸锌ZmBf ,(V3.5H;0,形貌为由0.2~0.4叫的硼酸锌晶体组成的长10~20 nm 、宽3〜5 nm 的空心管状结构。
结合反应过程中间产物的表征,发现管状结构是基于原位模板生长的机理形成的。
进一步考察了反应温度、反应时间、原料锌硼摩尔比对产物的影响,确定了较适宜的工艺参数 为:温度85 T :,反应时间6h ,硼酸浓度LOTmol L 1,锌硼摩尔比0.2。
关键词:3.5水硼酸锌;原位模板;空心管状结构;工艺优化中图分类号:TQ016.5文献标识码:A文章编号:1004-0935 ( 2020)11-1345-04硼酸锌可以和多种无机阻燃材料产生协同效 应,以其消烟性、低毒性等优点,在塑料、橡胶、 涂料等的阻燃场合,以及润滑、防腐等领域得到广 泛应用|M1。
根据分子内锌硼原子比以及含结晶水量 的不同,硼酸锌有多种组成。
早期合成的品种有ZnO • B 203.2H 20、2ZnO . 3B 203 • 3H 20、2ZnO • 3B 203 • 7H 20 等|M 1,由于分解温度较低,只能应用在低熔点的塑 料、橡胶制品中,难以应用在高熔点聚合物,如尼 龙等的阻燃方面。
美国硼砂和化学品公司在1970 年开发出了 3.5水硼酸锌"°1。
由于具有较高的热稳 定性,在塑料、橡胶制品混炼温度下不分解,3.5 水硼酸锌得到了迅速发展,成为阻燃领域常见的协 同阻燃剂1n 1。
硼酸锌
硼酸锌的化合物其组成有多种,分子通式为xZnO·yB203·zH20。
目前开发的主要品种的分子为2ZnO·3B203·3.5H20,其中含ZnO 37.45%、B20348.05%。
1.产品性能为白色细微粉末,密度2.8g/cm3,熔点980℃。
吸油量是45g/100g。
不易吸潮,易簇拥。
硼酸锌为膨胀型阻燃颜料,具有无毒防锈、防霉、防污特性。
当今已进展成为具有多种性能的化工材料。
2.生产办法或(氧化锌)与硼砂反应生成硼酸锌。
2ZnS04+2Na2B407+6.5H20→2ZnO·3B203·3.5H20+2Na2S04+2 H3B03 1.5 ZnS04+1.5 Na2B4O7+0.5ZnO+3.5H20→2ZnO·3B203·3.5H20+1.5Na2S04 2ZnSO4+1.5 Na2B4O7+NaOH+3 H2O→2ZnO·3B203·3.5H20+2Na2SO4 2ZnC12+2Na2B4O7+6.5H20→2ZnO·3B203·3.5H20+4NaC1+2 H3B03 与的饱和溶液作用得到结构为ZnO·2B203·4H2O的硼酸锌。
这里主要介绍、、硼砂工艺。
3.主要原料规格 (1)硫酸锌(ZnS04·7H20)硫酸锌为无色针状结晶或粉状结晶。
相对分子质量为287.54。
密度是1.957g/cm3。
熔点100℃。
易溶于水,微溶于和。
干燥空气中逐渐风化。
39℃时,失去1个结晶水。
在280℃时,则脱水为无水物。
加热至767℃时,则分解为ZnO和S03。
其产品标准如下: (2)氧化锌氧化锌分子式ZnO。
白色粉末。
无臭、无味、无砂性。
受热变成黄色,冷却后又复原白色。
相对密度5.606。
熔点1975℃。
遮盖力比铅白小。
不溶于水和乙醇,溶于酸、碱、氯化铵和氨水中。
硼酸锌
无机阻燃剂中硼酸锌是最早使用的阻燃剂之一,它最早是由美国硼砂和化学品公司在20世纪70年代开发成功的,简称FB阻燃剂。
硼酸锌阻燃剂的特点为热稳定性好、毒性低、消烟,与其他阻燃剂复配效果良好,添加后明显减少材料燃烧烟浓度。
1 硼酸锌的主要性质硼酸锌为白色或淡黄色结晶粉末,是一种多功能添加剂,具有阻燃、成炭、抑烟、抑阴燃和防止生成熔滴等多种效能,并且具有低毒、价廉、透明度高和不易沉淀等特性。
它的分子式通常为2ZnO·3B2O3·7H2O 或2ZnO·3B2O3·3.5H2O。
在已经面市的各种不同结构的硼酸锌水合物中,因为2ZnO·3B2O3·3.5H2O具有较高的脱水温度,在250℃以上仍然保留结晶水,因此具有较高的商业价值。
研究表明低水合硼酸锌作为添加剂加入聚合物中,失去结合水的温度要比不是低水合物的温度要高,所以目前商品级的硼酸锌就是2ZnO·3B2O3·3.5H2O。
另外,专利中制备了一种硼酸锌,它的分子式为4ZnO·B2O2·H2O,该种新的水合硼酸锌的脱水温度已经达到了415℃。
2 硼酸锌的制备工艺2.1 传统硼酸锌的制备2.1.1 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。
环保型无机阻燃剂硼酸锌概况
综合评述 环保型无机阻燃剂硼酸锌概况刘述平(中国地质科学院成都矿产综合利用研究所,四川 成都 610041) 摘要:对硼酸锌阻燃剂的性质、用途、合成工艺及产品质量进行了简要评述,并指出硼酸锌作为一种环保型无机阻燃剂具有较好的市场前景。
关键词:硼酸锌;阻燃剂;抑烟中图分类号:TQ 128 文献标识码:A 文章编号:100026532(2003)06200362041 前 言近年来,我国阻燃剂的生产得到了较快的发展,1985年国内阻燃剂总消耗量约为5000t ,至2000年市场需求上升到110000t 。
预计2010年我国阻燃剂市场需求将达150000t 以上[1]。
阻燃剂分为有机阻燃剂及无机阻燃剂。
有机阻燃剂主要包括卤系、磷系及卤—磷系阻燃剂。
无机阻燃剂主要有氢氧化铝、三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌等。
我国所生产及使用的阻燃剂中,无机阻燃剂所占的比例较小。
例如,1997年我国阻燃剂生产能力约130000t ,其中无机阻燃剂仅占11.5%,而美国无机添加型阻燃剂需求量约占阻燃剂总量的87%。
在无机阻燃剂中,虽然三氧化二锑消耗量较大(如日本年消耗量达16000t ,主要作为阻燃助剂与卤系阻燃剂配合使用),但因其不能抑烟,具有一定的毒性而受到限制。
目前,阻燃技术出现了非锑化趋向[2],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。
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、低烟也是阻燃材料必不可少的要求。
减毒、抑烟成为上世纪80年代以来阻燃领域内最活跃的研究课题。
因此,我国有机卤系阻燃剂用量比重将逐年递减,无机阻燃剂将有较快的发展,预计其年增长率达6%[3]。
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。
特别是上世纪70年代低水合硼酸锌作为商品在美国面世后,人们对其认识不断加深,在各工业化国家作为阻燃材料逐步得到应用。
硼酸锌干燥机_硼酸锌烘干设备
硼酸锌干燥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。
可以作为氧化锑或其它卤素阻燃剂的多功能增效添加剂,可以有效提高阻燃性能,减少燃烧时烟雾的产生,并可以调节橡塑产品的化学,机械,电等方面的性能。
闪蒸干燥机是发展最快、应用最广泛的干燥机型之一,在国内也称旋流干燥机或旋转快速干燥机。
闪蒸干燥机有机地结合了流化、旋流、喷动、粉碎、分级技术、是流化技术、旋流技术、喷动技术及对流传热技术的优化组合,设备的技术含量高,适用于膏糊状、颗粒状、滤饼状及泥浆状物料的干燥。
闪蒸干燥机具有热效率高、干燥时间短、节能效果好等优点。
对膏糊状物料可直接干燥制成粉状干燥产品,节省了干燥前预处理,干燥后粉碎、筛分等工序。
由于干燥速度快,物料受热时间短,不易破坏干燥物料的组分,特别有利于对热敏性物料的干燥。
干燥过程全封闭,无杂质混入,成品质量高,操作环境好。
目前,闪蒸干燥机已根据不同的物料设计出了多种机型,并形成了系列产品,在化工、制药、轻工、食品、矿业等行业的应用越来越广泛。
硼酸锌烘干1、干燥室底部设置内锥体结构,使干燥器气体流通截面积自下而上不断交大,底部气速相对较大,上部气速相对较小,从而保证了下部的大颗粒处于流化状态的同时,上部的小颗粒也处于流化状态。
内锥体结构还缩短了搅拌轴悬臂部分的长度,从而增加了运转的可靠性。
另外,这一结构可以有效防止轴承在高温区工作的恶劣状态,从而延长了轴承的使用寿命。
2、搅拌齿上设置刮板。
物料在被搅抖齿旋转粉碎的同时,又被抛向器壁,粘在壁面上,如果不及时将粘在器壁上的物料刮下,则会出现严重“结疤“现象,导致不能正常操作。
搅拌齿上安装刮板,可以保证在物料与器壁粘结牢固前,将其剥落。
3、干燥室顶部设置分级环。
其作用主要是将颗粒较大、还没有干燥的物料分离挡下,继续进行干燥,从而保证满足产品粒度分布窄、湿含量均匀一致的要求。
耐高温2335硼酸锌阻燃剂的合成
耐高温2335硼酸锌阻燃剂的合成一、2335硼酸锌阻燃剂的特性1. 耐高温性能好:2335硼酸锌在高温下依然保持稳定,能够有效地保护基体材料不受燃烧或熔化。
2. 阻燃效果佳:2335硼酸锌在材料中添加后,能够有效地抑制燃烧过程,降低火灾事故的发生。
综合上述特性,2335硼酸锌阻燃剂的研究与开发具有重要的意义。
目前,2335硼酸锌阻燃剂的合成方法主要包括溶液共沉淀法、化学共沉淀法、水热法等。
以下将介绍其中一种常用的合成方法——溶液共沉淀法。
1. 实验步骤:(1)将适量的氢氧化锌和硼酸分别溶解在水中,得到Zn(OH)2和H3BO3的溶液。
(2)将两种溶液缓缓混合,同时搅拌,并保持温度在60-70℃附近。
(3)缓慢加入碳酸氢铵溶液,继续搅拌,并保持温度恒定。
(4)沉淀生成后,用冷水加速冷却,然后进行过滤分离。
(5)将沉淀洗涤至中性,然后在60-70℃的恒温烘箱中干燥,得到2335硼酸锌阻燃剂。
(1)控制溶液的温度在60-70℃之间,过高或者过低都会影响沉淀的生成。
(2)混合溶液的搅拌速度要适中,过快会导致溶液气泡较多,影响沉淀的生成。
(3)过滤分离时要注意避免沉淀的损失,操作要轻柔。
通过溶液共沉淀法合成2335硼酸锌阻燃剂,可以得到纯度较高、颗粒均匀的产物,具有良好的应用性能。
三、相关研究进展随着人们对环保材料的追求,2335硼酸锌阻燃剂的研究也得到了越来越多的关注。
目前,国内外学者对2335硼酸锌阻燃剂的合成方法、性能评价及应用领域等方面展开了广泛的研究。
1. 合成方法改进:有学者提出了利用微波辐射技术、固相合成法等新的合成方法,以提高产物的纯度和颗粒均匀度。
2. 性能评价研究:通过对2335硼酸锌阻燃剂的热稳定性、力学性能、阻燃性能等方面进行深入研究,为其在高分子材料中的应用提供了更多的理论支持。
3. 应用领域拓展:2335硼酸锌阻燃剂在聚合物材料、涂料、橡胶制品等领域都有着广阔的应用前景,相关的应用研究也得到了广泛的关注。
硼酸锌
硼酸锌来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了根据报道硼酸锌的化合物有9种之多,他们的化学通式为xZnO·yB2O3·ZhH2O。
在70年代主要是开发为2ZnO·3B2O3·3.5H2O的硼酸锌品种。
在1926年人们已在阻燃涂料中使用了ZnO·2B2O3·4H2O或ZnO·B2O3·H2O并进而在橡胶中使用。
涂料中使用大的硼酸锌颜料为膨胀型阻燃材料,而今已发展成具有多种性能的化工材料,能代替有毒的铅铬黄颜料还作无毒性的防锈颜料。
1、组成、性质及应用范围硼酸锌化学式为2ZnO·3B2O3·3.5H2O,其组成ZnO37.45%,B2O348.05%,H2O14.50%。
国外商品名为FIRE-BRAKE-ZB,简式ZB-2335;除此之外还有ZB-112,ZB-237,ZB-325等。
其主要性质见表3-8白色粉末状硼酸锌不易吸潮,从ZB-2335(低密度,低锌,高硼品种)到ZB-325(高密度,高新,低硼品种)。
所有的硼酸锌相对于其他品种均具有较低的密度,如具有单位体积重量较锑白更低,易分散。
已部分代替锑白做阻燃剂。
硼酸锌广泛应用自高分子材料商(天然橡胶,聚氯乙烯,ABS塑料,环氧树脂以及不饱和树脂等等)。
在氯化聚酯中可完全替代锑白(即三氧化二锑),在聚氯乙烯中可部分代替锑白。
硼酸锌颜料由于具有优良的阻燃作用,在化工,钢铁,煤炭等工业中主要用于制作各种耐燃胶带(管),耐燃电缆等等。
同时还应用于纤维织物(地毯,窗帘等)和木材涂料上也起到了很好的阻燃作用。
实验证明,添加这类阻燃剂的高分子材料同未加同样材料的物理性能几乎没有什么变化,特别是ZB-2335商品其结晶水释放温度可达260℃。
硼酸锌在阻燃体系(含卤素)中既可单独使用,也可与锑白一起使用,自许多配方中可代替25%~70%锑白,以使总成本下降。
与磷酸锌复配当其防锈性能大于磷酸锌或相等于锌铬黄,是一种良好的无毒防锈颜料。
硼酸锌_精品文档
硼酸锌硼酸锌是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用领域。
它是由硼酸和锌离子组成的化合物,化学式为ZnB2O4。
硼酸锌具有许多优秀的属性,如高熔点、良好的热稳定性和抗氧化性。
它被广泛应用于电子、玻璃、橡胶、塑料等领域。
在本文中,我们将更详细地探讨硼酸锌的性质、合成方法、应用以及其中的潜在风险。
首先,硼酸锌的物理性质值得关注。
硼酸锌是一种白色至黄白色的无定形粉末,它的密度为3.9 g/cm³,熔点约为980°C。
硼酸锌在常温下稳定,但在高温下会分解并放出有害气体,因此在操作和储存时需要特别注意安全事项。
此外,硼酸锌具有良好的电绝缘性能和热导率,使其成为电子领域的理想材料之一。
其次,硼酸锌的合成方法有多种途径。
其中,最常见的是通过硼酸与氧化锌反应得到硼酸锌。
该过程可在室温下进行,反应方程式如下:2H3BO3 + ZnO → ZnB2O4 + 3H2O。
此外,还可以采用溶胶-凝胶法、水热法和固相反应等方法来合成硼酸锌。
每种方法都有其特点,可根据需要选择合适的方法。
硼酸锌在电子行业中有着广泛应用。
它被用作一种优异的电子封装材料,可提供电子元件的保湿、抗氧化和绝缘性能。
此外,硼酸锌还可以用于制备导电胶粘剂、电路板涂料和封装材料。
还有报道称硼酸锌可能具有较高的电容性能,进一步推动了其在电子领域的应用。
此外,硼酸锌还被广泛应用于玻璃工业。
硼酸锌可以增强玻璃的耐火性和韧性,也可以用于制备特殊功能的玻璃制品。
例如,硼酸锌可以用于制备耐高温的玻璃陶瓷、太阳能电池板和液晶显示器的基板等。
此外,硼酸锌还可以用于制备具有特殊光学性质的玻璃,如紫外线吸收材料和光学滤光片。
在橡胶和塑料工业中,硼酸锌可以作为添加剂使用。
硼酸锌可以增强橡胶和塑料的耐磨性、耐热性和抗老化性能。
此外,硼酸锌还可以用于制备具有特殊功能的橡胶制品和塑料制品,如阻燃剂、弹性体和电缆绝缘材料等。
然而,需要注意的是,硼酸锌作为一种化学物质,也存在一定的潜在风险。
超微细硼酸锌(FB)
细微之处见真情,纳米改性两相亲!超微细硼酸锌(FB )产品性能:硼酸锌(Zinc Barate),简称FB 阻燃剂,分子式2zno.3B2o3.3.5H2O,分子量:434.5,比重:2.36,折光率:1.580-1.599,外观为白色粉末,不溶于水和一般有机溶剂,熔解温度大于570℃,是无毒、无味、无腐蚀和刺激性的无机阻燃剂,具有阻燃、抑烟、促进成碳和防止熔滴等功能,超细硼酸锌由于粒度小、比重小、分散性好的特点,是目前避免二次污染最理想的高效无卤环保阻燃产品。
技术指标:项目指标外观白色粉末氧化硼(B 2O 3)%45.0-48.0氧化锌(ZnO)%37.0-40.0灼烧失重%13.5-15.5外表水%≤ 1.0D50(平均粒度)3-5um 阻燃机理:1、硼酸锌受热至300℃以上,即释放出结晶水,吸收大量热能,降低燃烧面温度。
2、释放出的水分,稀释空气中的氧,抑制灼烧反应。
3、最终生产的B 2O 3玻璃状薄膜,覆盖于聚合物上,起隔热阻氧的作用。
4、与有机卤化物复配,在燃烧温度下,FB 分解并与卤素生成ZnX 2、ZnX、H 3BO 3(X=C1、Br)覆盖于燃烧物表面,隔绝了空气。
并且BX 3在燃烧时,放出的HX 对阻止高活性自由基之间的链锁反应有催化作用,从而达到比单用FB 更好的阻燃效果。
产品用途:1、广泛用于橡胶和PVC、ABS 等塑料、氯化聚乙烯、化纤、涂料、油漆、篷布等行业中,如:阻燃酚醛塑料、阻燃涂料、阻燃聚氯乙烯电缆护套料、橡胶配件、电梯电缆、电缆塑料护套、电器塑料、地毯、电视机外壳、船舶涂料和纤维织物中。
2、它与氢、溴、氧化锑及氢氧化铝都有协同效应,可代替有毒的三氧化二锑。
3、可有效的单独做阻燃剂使用,可降低硼盐类引发的毒性,同时可保持高活性。
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。
硼酸锌生产工艺
硼酸锌生产工艺
硼酸锌是一种重要的无机化工产品,广泛用于玻璃陶瓷、电子陶瓷、农药、防腐剂等行业。
以下是硼酸锌的生产工艺介绍,共计700字。
硼酸锌的生产工艺主要包括原料准备、溶液制备、结晶、洗涤和干燥等环节。
1. 原料准备:硼酸锌的主要原料为氧化锌和硼酸。
氧化锌为粉状,硼酸为晶体状。
原料应根据生产需要做好准备。
2. 溶液制备:将一定量的硼酸溶解在适量的水中,形成硼酸溶液。
同时,将氧化锌粉加入一定量的水中,形成氧化锌悬浮液。
两种溶液分别搅拌均匀,保持温度恒定。
3. 结晶:将硼酸溶液和氧化锌悬浮液缓慢混合并搅拌,使二者充分反应。
在搅拌的同时,逐渐加热溶液至65-70摄氏度,保
持一定时间使反应彻底。
随着反应的进行,溶液中产生的硼酸锌逐渐结晶,并逐渐沉积。
4. 洗涤:将反应后的硼酸锌沉淀用冷水洗涤,去除杂质和未反应的物质。
洗涤应反复多次,直到洗涤液中无杂质。
5. 干燥:将洗涤干净的硼酸锌沉淀放入专用干燥器中,进行低温干燥。
干燥温度一般控制在60-70摄氏度,干燥时间根据产
品要求决定。
干燥后的硼酸锌应满足一定的含水量要求。
以上就是硼酸锌的生产工艺介绍。
硼酸锌的生产工艺相对简单,但是每个环节都需要严格控制,以确保产品质量。
同时,在整个生产过程中,需要注意安全生产和环保要求,确保工艺过程的安全性和环境友好。
硼酸锌的合成及表面改性研究的开题报告
硼酸锌的合成及表面改性研究的开题报告摘要本文主要研究了硼酸锌的合成及表面改性方法。
首先介绍了硼酸锌的基本性质、研究背景和意义。
随后阐述了硼酸锌的合成方法,并针对其合成中存在的问题提出了解决方案。
接着介绍了表面改性的方法,包括物理、化学和生物方法。
最后,本文展望了未来硼酸锌合成及表面改性的发展趋势,并指出了存在的研究难点。
关键词:硼酸锌;合成;表面改性第一章引言1.1 研究背景硼酸锌是一种广泛应用于电子、能源、生物医学等领域的重要材料。
近年来,随着纳米技术和生物技术的不断发展,对硼酸锌的研究越来越深入。
硼酸锌在纳米材料、光电器件、传感器、生物标记等领域具有广泛应用前景。
1.2 硼酸锌的基本性质硼酸锌(Zn3B6O12)是一种无机化合物,通常呈白色晶体,具有较高的热稳定性和机械强度。
硼酸锌具有良好的导电性和光学性能,在光电器件、光伏电池等领域应用广泛。
同时,硼酸锌也是一种优良的荧光探针,可以应用于生物分析、医学诊断等领域。
1.3 研究意义硼酸锌作为一种重要的材料,在各个领域都有着广泛的应用。
本文的研究主要聚焦在硼酸锌的合成和表面改性方面。
硼酸锌的合成方法的研究可以为其性质的改良提供基础。
同时,通过表面改性可以有效提高硼酸锌在生物医学等领域的应用性能。
第二章硼酸锌的合成方法2.1 溶剂热法溶剂热法是一种常见的硼酸锌合成方法。
该方法通过控制溶液的温度、浓度和反应时间等参数,在合适的条件下得到合适的硼酸锌晶体。
但该方法有着困扰其应用的一些问题,如晶体质量不均匀、溶剂选择难度大等。
为解决这些问题,可以采用以下措施:(1)加入表面活性剂(2)改变反应物的摩尔比(3)改变反应温度和时间2.2 水热法水热法是将化学反应放在高温高压的水环境中进行,可以得到高纯度的硼酸锌。
然而该方法也存在一些不足之处,在晶体生长过程中易产生固相副产物,限制了晶体的生长速率。
为解决该问题,可以尝试以下措施:(1)使用复合水热剂(2)改变反应温度和时间(3)采用缓慢升温的方法2.3 离子交换法离子交换法是通过离子交换材料实现阴离子和阳离子之间的交换以达到合成硼酸锌的目的。
硼酸锌的性质_制备及阻燃应用_张月琴
Abstract:Zincboratewasoneofthepioneerinorganicflameretardants.Ithadthecharacteristicsofgoodthermalstability, low-toxicityandnosmoke.Thisarticlesummarizedthemainproperties, preparingprocessesandinflamingretarding mechanismofzincborate.Itsapplicationindifferentfieldsandcooperationwithotherflameretardantswerealsodescribed atthesametime.Threemajorkindsofpreparingmethodsofzincboratewereemphaticallyintroduced:Becauseofthehigh costofrawmaterialandcomplexpost-processingprocedures, thetraditionalmethodshaddisadvantages;nano-sizedzinc boratepreparationhadmuchrequirementsonparticlesize, however, duetotheproduct′sbetterproperties, itwasthemain researchobject;comparingtoinland, theresearchofsolidphasemethodwasearlierandalittlematurerinforeigncountries andmeanwhile, italsoindicatedthatthesinteredzincborateathightemperaturewasamixtureofzincborateswithdifferent structures.Finally, thepurportofpreparingwhiskerzincboratewaspointedout. Keywords:zincborate;flameretardants;inflamingretardingmechanism;cooperatingeffect
制备不同形貌的4ZnO·B2O3·H2O型硼酸锌
(1)硼酸 -氢氧化锌法[1] 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。 优点 1:产品单一、无三废。2:硼酸的利用率较高。 缺点:副产物的产生 Zn(OH)2需要现场制备 (2)硼酸 -氧化锌法[1] 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 优点 1:工艺简单、工序少、产品单一。2:母液可以直接循 环使用。 缺点:经济成本较高。 (3)硼酸盐 -锌盐法[1] 3.5ZnSO4 +3.5Na2B4O7 +0.5ZnO+10H2O=2(2ZnO· 3B2O3·3.5H2O)+3.5Na2SO4 +2H3BO3 优点 1:成本较低,此法中硼砂、锌盐原料易得[2]。2:产品
1 绪论 1.1 硼酸锌的研究背景
为了减少火灾频率,提高居民生活安全标准。有必要对高 分子的阻燃性进行改进。阻燃剂的发展目标为低烟低毒或无 毒,高效,环保。而硼酸锌作为一种新型阻燃剂,具备多种性能 优势,其比一般阻 燃 剂 热 稳 定 性 高、粒 度 细、体 积 小 且 易 分 散。 且其无毒,价格廉价,原料易得。因此被广泛应用于各种塑料、 橡胶制品、绝缘材 料,电 线 电 缆、防 锈 漆 等 方 面,以 提 高 阻 燃 性 能。它是目前最有发展潜力的无机阻燃剂。而 ZB-411型硼 酸锌(4ZnO·B2O3·H2O)具有更高的热稳定性,并且它的失水 温度大于 420℃,所以可以在各材料中作为阻燃抑烟添加剂。 但是其相关报道还不是很多,所以有必要对其实验方法和其性 能进行研究。
无三废[3]。 缺点 1产品耗能大,时间长。3:工序繁琐。硼酸和硫酸 钠两种副产物[4]。
陶瓷化硼酸锌简介
陶瓷化硼酸锌简介一、什么是硼酸锌硼酸锌是一种硼基阻燃剂,其化学成分为xZnOyB2O3zH2O,常根据所带结晶水的不同分为有水和无水两种,其常用等级具有以下结构:2ZnO 3B2O3 zH2 3.5H2O(Estone ZB)。
硼酸锌可作为高效阻燃协效剂广泛应用于聚氯乙烯、聚烯烃、弹性体、聚酰胺、环氧树脂。
可以取代三氧化二锑在某些体系中使用时表现更佳。
在含卤素系统中,Estone ZB-03与氧化锑结合使用,而在无卤系统,通常与氢氧化铝、氢氧化镁配合使用。
在某些特定的应用中,硼酸锌也可以单独使用。
硼酸锌是通过:①在燃烧过程中生成卤化锌或氧化锌促进成炭剂形成;②随着一部分B2O3的释放会形成一种稳定的成炭剂,在氢氧化镁和氢氧化铝的阻燃体系中能促进成炭并形成陶瓷化。
二、产品物化特性三、国内外硼酸锌产品差异硼酸锌产品目前从产品性能上可以分为国产和进口两种,进口产品主要以FIREBRAKE 为代表,其产品具有陶瓷化性能,但市场售价较高,国产硼酸锌主要集中在山东一带,产品售价为进口产品的1/3或1/4,但是在产品应用中无法实现陶瓷化的效果。
安徽壹石通陶瓷化硼酸锌可以完美替代进口硼酸锌,且兼具价格及交货时间能各方面优势。
四、陶瓷化硼酸锌与普通硼酸锌的主要区别陶瓷化硼酸锌是一种独特的硼酸锌化合物,可在600℃以上时熔融帮助形成玻璃化陶瓷层(膜),起到抑烟、阻燃、抗滴落、提高相对漏电起痕指数(CTI)等左右,而普通硼酸锌在600-700℃以上时则分解成粉末(见TGA分析图),无法形成玻璃化陶瓷层,不能起到相应的左右。
更无法达到耐火电缆的阻燃及耐火要求,不合适在公共场所或者密闭场电缆中所中使用。
陶瓷化硼酸锌TGA分析图普通硼酸锌TGA分析图。
硼酸锌熔点
硼酸锌熔点
硼酸锌是一种无机化合物,化学式为Zn3(B(OH)4)2,它是一种白色粉末状固体。
硼酸锌的熔点是多少呢?硼酸锌的熔点是450℃。
硼酸锌的制备方法有多种,其中一种常见的方法是将氧化锌和硼酸反应,生成硼酸锌。
具体反应方程式如下:3ZnO + 2H3BO3 → Zn3(B(OH)4)2
硼酸锌在化学上有许多重要的用途,比如它可以作为玻璃的添加剂,可以增加其硬度和抗冲击性。
此外,硼酸锌还可以用于铸造合金、焊接剂、木材保护剂等方面。
在医学领域,硼酸锌可以用于治疗某些皮肤病,如牛皮癣和湿疹。
硼酸锌的熔点是450℃,这个数值意味着硼酸锌需要在高温条件下进行加工,例如玻璃添加剂中的使用。
硼酸锌的熔点较高,在约300℃以下的温度下,硼酸锌会分解,因此要注意控制温度,以确保反应过程的正常进行。
此外,由于硼酸锌的熔点较高,因此在制备硼酸锌时,必须利用高温熔融的方法。
这种方法需要加热硼酸锌粉末,直到其在高温下熔化成为一种液态的物质,然后通过淬火的过程冷却它,这样可以得到一种形态良好的硼酸锌。
总之,硼酸锌的熔点是450℃,这说明硼酸锌适合在高温下进行处理,例如在制备玻璃添加剂、铸造合金和焊接剂等方面。
此外,在医学和木材保护领域中,硼酸锌也有重要的用途。
为了确保反应过程的正常进行,必须注意控制温度。
硼酸锌的热失重
硼酸锌是一种重要的无机化合物,它具有多种应用价值。
其中,在高温环境下,硼酸锌具有较好的热稳定性,因此被广泛应用于高温材料的制备中。
为了更好地理解硼酸锌在高温下的性质,我们需要对其热失重特性进行深入研究。
一、什么是热失重
热失重是指在升温过程中样品失去的质量百分比。
其实验方法一般采用热重分析法。
在这种实验中,样品被加热到一定温度,然后通过称量样品的重量变化来测定样品的热失重。
二、硼酸锌的热失重特性
硼酸锌的热失重特性主要受其结构和化学成分的影响。
在一定温度范围内,硼酸锌会发生热分解反应,从而导致热失重。
根据研究结果,硼酸锌的热失重主要可以分为两个阶段:第一个阶段是在200℃以下,硼酸锌分解产生水和硼酸;第二个阶段是在500℃以上,硼酸锌进一步分解形成氧化锌和硼酸。
三、热失重对硼酸锌的应用影响
硼酸锌的热失重特性对其在高温材料制备中的应用具有重要的影响。
首先,硼酸锌的热失重能够为高温材料的制备提供重要的参考数据。
其次,在高温环境下,硼酸锌的热失重会导致其结构发生变化,从而影响其性质和应用效果。
因此,在高温材料制备中,需要对硼酸锌的热失重特性进行准确的控制和评估。
四、总结
综上所述,硼酸锌的热失重特性是其在高温材料制备中应用的关键因素。
研究硼酸锌的热失重特性,可以为高温材料制备提供重要的理论和实验基础,也可以为优化硼酸锌的应用效果提供重要参
考。
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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。
该法的缺点在于有两种副产物生成,而要使硼酸和硫酸钠完全分
离开来在循环使用,但其后处理工序相当复杂。
2.氢氧化锌——硼酸法
该法以水为介质,将氢氧化锌和硼酸于100~260℃条件下反应,保温反应6~10h后冷却过滤,在用热水洗涤,过滤,于100~110℃下干燥,获得粉末状产品,反应式为:
2Zn(OH)+6H3BO3→2ZnO·3B2O3·3.5H2O+7.5H2O
母液可循环使用,并且循环次数对产品的质量无印象,收率可达93%以上。
此法优点是产物单一,硼的利用率高。
但所需Zn(OH)2往往需要用锌盐现场制备。
3.氧化锌——硼酸法
这是一个新的探索性方法,是将一定量的工业级ZnO和工业级的H3BO3加入盛有一定量水的反应釜中,加热,并不断搅拌,保持在70~90℃条件下反应4h以上,然后过滤,洗涤,滤饼在105~110℃温度下烘干,即得白色微晶低水合硼酸锌,产率约95%左右,母液循环使用,产率基本不变,该过程的反应式为:2ZnO+6H3BO3→2ZnO·3B2O3·3.5H2O+5.5H2O
必须注意的是,硼酸锌的组成是多变的,不同的反应条件下和成的产物具有不用的化学组成和物理性状。
如在上述合成举例中,若反应温度低于70℃,则晶体生长不完整,反应时间小于4h,则产物为无定行的膏状物,增加反应体系中水量,将使收率降低,反应式的搅拌速度直接影响产品的粒度大小,等等
此法与硼砂——锌盐法相比,具有工艺简单,产物单一等优点,
母液可直接循环使用,无三废污染。
二.硼酸锌的物理性质和化学性质
该产品是美国硼化物公司卡挨罚的低水合硼酸锌,牌号为Firebrake ZB,简称FB阻燃剂。
热稳定性良好,在300℃以上才失去结晶水,可应用于高温下成型加工的高聚物系统。
化学式2ZnO·3B2O3·3.5H2O
ZnO%(理论值) 37.45
B2O3%(理论值) 48.05
H2O%(理论值) 14.5
外观白色流动性结晶粉末
粒径325目(平均粒径2~10μm)
比重 2.8
吸油率45油g/100g
折射率 1.58
热稳定性>300
毒性LD50 >10g/kg没有接触毒性,对皮肤和眼无刺激作用。