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 硼酸鋅

中文名稱    硼酸鋅

中文同名    阻燃劑ZB;阻燃劑

英文名稱    Zinc borate

化學(xué)式       B2O6Zn3

分子量       313.79

CAS編號(hào)   1332-07-6

質(zhì)檢信息

質(zhì)檢項(xiàng)目      指標(biāo)值

含量，%       ≥98%

PSA：       138.36000

LOGP：    -1.48190

熔點(diǎn) ?4 °C(lit.)

沸點(diǎn) 59 °C(lit.)

密度 1.596 g/mL at 25 °C(lit.)

蒸氣壓 269 hPa (30 °C)

折射率 n20/D 1.275(lit.)

閃點(diǎn) 4,4°C

化學(xué)特性

硼酸鋅為無(wú)規(guī)則（或菱形）白色或淡黃色粉末。 不溶于水、乙醇、正丁醇、苯、丙酮，易溶于鹽酸、硫酸、二甲亞砜。

產(chǎn)品用途

1.硼酸鋅是無(wú)機(jī)添加型阻燃劑，其特點(diǎn)是為熱穩(wěn)定性好，即能阻燃又能消煙，在部分產(chǎn)品中可替代三氧化二銻，也可以同其它無(wú)機(jī)阻燃劑協(xié)同使用，其效果更佳。本品廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、電纜、木材，國(guó)防軍工產(chǎn)品、涂料、篷布等行業(yè)。

2.硼酸鋅可以作為氧化銻或其它鹵素阻燃劑的多功能增效添加劑，可以有效提高阻燃性能，減少燃燒時(shí)煙霧的產(chǎn)生，并可以調(diào)節(jié)橡塑產(chǎn)品的物理，機(jī)械，電等方面的性能。

3.硼酸鋅廣泛應(yīng)用于 PVC 材料中，如地毯，輸送帶，電線電纜等，也應(yīng)用于以無(wú)鹵氫氧化鋁和氫氧化鎂為阻燃體系的工程塑料中，如 PE，PP，ABS 等，還用于 膨脹系涂料， 陶瓷釉料、殺菌劑，壁 紙 處理，乳白玻璃等領(lǐng)域中。

4.用于紡織物的防水，阻燃，陶瓷釉藥，涂料防霉，殺菌。

5.硼酸鋅是無(wú)機(jī)添加型阻燃劑，其特點(diǎn)是為熱穩(wěn)定性好，即能阻燃又能消煙。它可單獨(dú)使用，也可與三氧化二銻等其他阻燃劑協(xié)同使用，阻燃效果更佳。廣泛用于橡膠和PVC、ABS、氯化聚乙烯、化纖、油漆中。

 

儲(chǔ)藏措施

1.儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。

2.應(yīng)與氧化劑、食用化學(xué)品分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。

3.保持容器密封。

4.遠(yuǎn)離火種、熱源，防止陽(yáng)光直射。

5.庫(kù)房必須安裝避雷設(shè)備。

6.排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有導(dǎo)除靜電的接地裝置。

7.采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)置。

8.禁止使用易產(chǎn)生火花的設(shè)備和工具。

9.儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。

10.防止粉塵和氣溶膠生成。

急救措施 

【食入】攝入不可能。但是，如果攝入，獲得緊急醫(yī)療照顧。

【吸入】如果克服被曝光，將受害人轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處。給予吸氧或人工呼吸。獲得緊急醫(yī)療照顧。迅速采取行動(dòng)是至關(guān)重要的。

【皮膚】立即脫去污染的衣著。徹底清洗皮膚，用溫和的肥皂/水。W /溫水沖洗15分鐘。如果是粘的，首先使用無(wú)水清潔。尋求醫(yī)療照顧，如果不良影響或刺激。

【眼睛】眼睛接觸的情況下，立即用清水沖洗20-30分鐘。經(jīng)常收回眼皮。獲得緊急醫(yī)療照顧。

生產(chǎn)方法

一、1.氧化鋅法 將一定比例的氧化鋅和硼酸投入預(yù)先放入硼酸的結(jié)晶器內(nèi)，在80～100 ℃下反應(yīng)5～7 h。然后過(guò)濾洗滌，干燥，粉碎，制得硼酸鋅成品。

2.氫氧化鋅法 在水和其他有機(jī)溶劑存在下，將氫氧化鋅和硼酸加入反應(yīng)器中。在100℃下反應(yīng)6～10 h。過(guò)濾后得到的固體物用熱水洗滌，干燥，得硼酸鋅成品。

制備方法

硼酸中和法

1） 硼酸-氫氧化鋅法

2Zn(OH)2+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+7.5H2O

此法將硼酸和氫氧化鋅按一定的比例投入反應(yīng)器，控制一定的固液比，于90-100℃下反應(yīng)5-7h。該路線的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品單一、無(wú)三廢、硼酸的利用率較高。而該法的缺點(diǎn)是所需氫氧化鋅需要現(xiàn)場(chǎng)制備，因此不可避免地產(chǎn)生了副產(chǎn)物和廢水。

2） 硼酸-氧化鋅法

2ZnO+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+5.5H2O

此法的制備條件和硼酸-氫氧化鋅法差不多，并且消除了硼酸-氫氧化鋅法帶來(lái)的麻煩，具有工藝簡(jiǎn)單、工序少、產(chǎn)品單一等優(yōu)點(diǎn)，母液可以直接循環(huán)使用；但是該法的硼酸和氧化鋅的價(jià)格都比較高，所以成本比較高。

3）硼酸鹽-鋅鹽法

美國(guó)硼砂與化學(xué)品公司在專利中就此法報(bào)道了有10多條原料路線，下面是其中一條使用較為普遍的路線。

3.5ZnSO4+3.5Na2B4O7+0.5ZnO+10H2O=2(2ZnO·3B2O3·3.5H2O)+3.5Na2SO4+2H3BO3

此法中硼砂、鋅鹽原料易得，成本較低，在粒度控制上有一定的優(yōu)勢(shì)；但是該法的缺點(diǎn)是反應(yīng)條件比較苛刻。硼砂是強(qiáng)堿弱酸鹽，使得體系溶液顯堿性，鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在，使得復(fù)分解反應(yīng)速度減慢，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，在一定程度上增加了能耗，提高了產(chǎn)品成本。另外，此方法生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物，要將兩種副產(chǎn)物分離出來(lái)，母液循環(huán)使用，處理工序相當(dāng)繁雜。 

超細(xì)硼酸鋅的制備

硼酸鋅阻燃劑粉體的粒徑過(guò)大會(huì)在基材中分散不理想，添加量高時(shí)會(huì)惡化材料的使用性能。為了改善硼酸鋅在基材樹(shù)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。國(guó)外對(duì)硼酸鋅的合成和應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，1990年報(bào)道的美國(guó)硼砂公司的硼酸鋅新產(chǎn)品是平均粒徑為2-4μm；1992年，硼砂公司又報(bào)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(guó)所生產(chǎn)的硼酸鋅的粒徑一般為2-8 μm，還不能達(dá)到國(guó)外的水平，所以對(duì)硼酸鋅進(jìn)行超細(xì)化研究日趨重要起來(lái)。

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6-12 h，冷至室溫取出產(chǎn)物，在120-140 ℃烘干即可。此法制備過(guò)程不需要過(guò)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)制備納米硼酸鋅的方法。將氧化鋅和硼酸分別磨成微米級(jí)，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(jí)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

高溫固相反應(yīng)制備硼酸鋅的研究進(jìn)行得比較少。通過(guò)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(huì)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(guò)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）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(guó)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(bào)道說(shuō)，用1 mol的氧化鋅（鋅的氫氧化物、碳酸鋅或活性鋅）平均粒徑≤0.1 μm，和1.0-1.5 mol的硼酸或三氧化二硼于700-900 ℃高溫中反應(yīng)1-6 h，可以制得硼酸鋅。

阻燃機(jī)理

硼酸鋅可同時(shí)在凝聚相和氣相中發(fā)揮阻燃作用。 硼酸鋅在高溫下熔化，形成玻璃態(tài)的包覆物，隨后在高溫下脫水，水的蒸發(fā)熱及水蒸汽的其他作用有助于使燃燒自熄。同時(shí)，脫水后的硼酸鋅可促進(jìn)無(wú)機(jī)炭層的生成，后者不僅難于點(diǎn)燃和燃燒，而且具有隔絕作用。 當(dāng)硼酸鋅與鹵系阻燃劑并用時(shí)，它可與阻燃劑本身及阻燃劑分解產(chǎn)生的鹵化氫反應(yīng)，生成鋅化合物及硼化合物。這些化合物可促進(jìn)成炭。生成的三鹵化硼是一種路易士酸，可促進(jìn)高聚物的交聯(lián)，延緩高聚物分解為可燃性氣體。同時(shí)，三鹵化硼可進(jìn)入氣相捕獲自由基，并能釋放出鹵素，而后者又是一種燃燒抑制劑。

1）硼酸鋅ZB－2335受熱至300℃以上，即釋放出結(jié)晶水，吸收大量熱能，降低燃燒面溫度。

2）釋放出的水分，稀釋空氣中的氧，抑制灼燒反應(yīng)。

3）最終生產(chǎn)的B2O3 玻璃狀薄膜，覆蓋于聚合物上，起隔熱阻氧的作用。

4）與有機(jī)鹵化物復(fù)配，在燃燒溫度下，F(xiàn)B分解并與鹵素生成ZnX2、ZnX、H3BO3(X＝C1、Br)覆蓋于燃燒物表面，隔絕了空氣。并且BX3在燃燒時(shí)，放出的HX對(duì)阻止高活性自由基之間的鏈鎖反應(yīng)有催化作用，從而達(dá)到此單用FB更好的阻燃效果。

產(chǎn)品信息
[重量]	500g
[顏色]	白色
危險(xiǎn)性類(lèi)別
[危險(xiǎn)性類(lèi)別]	非危險(xiǎn)品