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超细硼酸锌阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-3 17:24:40
超细硼酸锌阻燃剂的制备。硼酸锌阻燃剂粉体的粒径过大会在基材中分散不理想,添加量高时会恶化材料的使用性能。为了改善硼酸锌在基材树脂中的分散性,必须使其粒径较小及粒径分布较窄。故阻燃剂细微化,甚至纳米化,既可增大阻燃剂与材料的接触面以提高相容性,还可降低阻燃剂的用量。对超细硼酸锌阻燃剂的合成和应用已经达到了一定的水平,1990年报道的硼酸锌新产品是平均粒径为2-4μm;1992年,又报道了一种硼酸锌新产品,其失水温度为413℃(比标准硼酸锌约高110℃),因而可用于加工温度极高的工程塑料,如聚酮、砜和聚醚亚胺等。

中国所生产的硼酸锌的粒径一般为2-8μm,所以对硼酸锌进行超细化研究日趋重要起来。

武汉大学将氧化锌和硼酸混合均匀,物质的量比为1:3,加入反应容器,加入水的量为氧化锌和硼酸总质量的0.01%-60.00%,然后搅拌配制成流变态,再放入密闭容器在60-100℃温度下保温6-12h,冷至室温取出产物,在120-140℃烘干即可。此法制备过程不需要过滤,也不需要水洗,反应产率高。

胡云楚发明了一种固相反应制备超细硼酸锌阻燃剂的方法。将氧化锌和硼酸分别磨成微米级,然后按照一定的比例,加入总量的1%-5%的硬脂酸钠、硅烷等表面活性剂或偶联剂,然后进行球磨或真空球磨,最后得到了纳米级的硼酸锌。

还有人研究了用水热法制备形貌可控的颗粒状、棒状和针状的低水合硼酸锌和用溶剂热改性法制备硼酸锌,均得到了改性良好的产品。

高温固相反应制备硼酸锌的研究进行得比较少。通过高温固相反应制得的硼酸锌是不含结晶水的,所以阻燃效果可能会下降,但是根据硼酸盐的阻燃机理,应该还是具有一定的阻燃效果。HubertHuppertz等通过研究发现,在高温或者是高压的条件下,ZnO-B2O3体系中有4或5种不同结构的硼酸锌存在,分别为:α-ZnB4O7,偏硼酸锌Zn4O(BO2)6或ZnB2O4,Zn3(Bo3)2或Zn5B4O11,ZnB6O10(可能存在,因为在1949年的调查研究中,说明了不可能存在这种物质)和微孔硼酸锌Zn4o(BO3)2。

高温固相反应制备硼酸锌的研究国外进行得比较早。在20世纪90年代初期,日本就有专利报道说,用1 mol的氧化锌(锌的氢氧化物、碳酸锌或活性锌)平均粒径≤0.1μm,和1.0-1.5 mol的硼酸或三氧化二硼于700-900℃高温中反应1-6h,可以制得硼酸锌。


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


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、发泡及冲稀可燃物的功效。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。

硼酸锌行业属于法规推动型产业,国内外相关法律法规的相继出台和逐步完善,影响着整个硼酸锌行业的格局。不断完善的政策法律环境为具有资源优势、规模经济优势和研发优势的企业提供发展的机会。世界硼酸锌产品正向着多元化、无毒化和多功能消费方向发展。

2012年硼酸锌生产区域分布比例结构硼酸锌生产商除重视国内市场外,还努力开发国外市场,硼酸锌工业的全球化和竞争加剧。亚洲已成为增速最快的硼酸锌市场,美国一些硼酸锌制造商正在将其生产基地转向亚洲。

我国把阻燃材料纳入重点发展产业,并且组建了绿色阻燃剂产业技术创新战略联盟,为阻燃材料行业的发展提供了政策性的平台。作为无机阻燃剂绿色环保的优势,硼酸锌等环保型阻燃剂产品将会迎来政策之风,不断发展壮大。

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