性能優(yōu)異的新型低水合硼酸鋅耐高溫阻燃劑

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2008-01-02 15:49:29點(diǎn)擊率：

梅允福(無錫石油化工總廠,無錫,214016)
　　耐高溫阻燃劑在人們?nèi)粘Ｉ钪腥诊@重要。2002年美國阻燃劑的銷售額達(dá)11億美元,年產(chǎn)量增長達(dá)5 2%。低水合硼酸鋅是性能為優(yōu)異的耐高溫阻燃劑的品種之一。美國硼砂化學(xué)公司制造的低水合硼酸鋅商品牌號為Ｆｉｒｅｂｒｏｋｅ。低水合硼酸鋅的分子式為2ＺｎＯ·3Ｂ2Ｏ3·3 5Ｈ2Ｏ,其分子量為434 66。該品為白色結(jié)晶,溶點(diǎn)為980℃,長時間在300℃以上只有0 7%的結(jié)晶水被失去。它不溶于水及一般有機(jī)溶劑,可溶于氨而成為絡(luò)合物。低水合硼酸鋅的折射率與一般聚合物相近,因而將其加入聚合物中能保持原來樹脂的透明度。該品的脫水溫度在300℃以上,遠(yuǎn)高于一般聚合物的加工溫度,很適宜于聚合物的阻燃、抑煙。

它比目前市場上廣為使用的Ｓｂ2Ｏ3阻燃劑價廉,且毒性低,其ＬＤ50為10000ｍｇ/ｋｇ(大鼠口服),其抑煙率達(dá)25%,用作阻燃劑可單獨(dú)使用,也可與其它阻燃劑混合使用而起到增效作用。故其可廣泛用于塑料、橡膠、樹脂、合成纖維、紙張、木材及其制品、涂料、電器絕緣材料、電線電纜、地毯、防銹漆、電梯、交通工具的蓋布、運(yùn)輸帶等多個領(lǐng)域。也可用于家用電器的阻燃、抑煙。該產(chǎn)品目前在國內(nèi)的產(chǎn)能不足10ｋｔ/ａ,產(chǎn)量不足5ｋｔ/ａ,而市場需求量在150ｋｔ/ａ以上。因此應(yīng)大力開發(fā)低水合硼酸鋅阻燃劑,以滿足人們的需求。

一、合成低水合硼酸鋅的合成一般以Ｚｎ(ＯＨ)2與硼酸鋅或硫酸鋅、硼砂與ＺｎＯ為原料。但這些生產(chǎn)方法的生產(chǎn)設(shè)備投資大,后處理量大,副產(chǎn)物較多,產(chǎn)品純度不高。而以ＺｎＯ和硼酸為原料的生產(chǎn)方法簡單,操作容易,設(shè)備投資少,產(chǎn)品純度高,易于工業(yè)化。2ＺｎＯ+6Ｈ3ＢＯ3———→2ＺｎＯ·3Ｂ2Ｏ2·3 5Ｈ2Ｏ+5 5Ｈ2Ｏ其生產(chǎn)工藝為:將硼酸和水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌溶解,升溫到特定溫度后,在保溫下加入ＺｎＯ進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)到一定時間后放料,過濾,濾液循環(huán)使用,濾餅經(jīng)水洗、干燥、破碎、檢驗(yàn)合格后包裝得產(chǎn)品。其工藝條件為:ＺｎＯ∶Ｈ3ＢＯ3=1∶3.15—3.45(物質(zhì)的量)、ＺｎＯ∶Ｈ2Ｏ=1∶32—34,反應(yīng)溫度為77—90℃,反應(yīng)時間5—8ｈ。洗滌時溫水比冷水較好。

二、經(jīng)濟(jì)效益分析生產(chǎn)主設(shè)備包括反應(yīng)釜、離心機(jī)、干燥系統(tǒng)、貯槽等,設(shè)備投資為150萬元,土建廠房600ｍ2約60萬元,人工工人40人,流動資金180萬元,含稅總成本0 74萬元/ｔ,年產(chǎn)值2700萬元,凈利潤為480萬元,總投資(含流動資金)為390萬元,投資回收期為0 8年,是一種高經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)品。

三、用途低水合硼酸鋅價廉、無毒、無刺激性,脫水溫度高、阻燃。與聚合物一起加工后不影響其機(jī)械強(qiáng)度、伸長率、熱老化性能等。它與含鹵素的高分子聚合物于高溫時產(chǎn)生ＺｎＣ12和Ｃ1Ｏ化合物,此兩種化合物都是自由基的終止劑,與Ｓｂ2Ｏ3的作用相同。它于高溫時能促進(jìn)聚合物碳化,使聚合物表面形成一層粘液層而降低火焰,阻止下層聚合物碳化。含低水合硼酸鋅的ＰＶＣ于650℃形成的碳化物中含有原來80%的硼及62%的鋅,鋅催化ＰＶＣ脫氯化qing,使ＰＶＣ交聯(lián)成碳層,低水合硼酸鋅與含鹵素材料如含溴的聚酯、尼龍、環(huán)氧樹脂可起協(xié)同增效阻燃作用。它在非鹵素材料如乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、苯乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、合成橡膠中與氫氧化鋁也能起協(xié)同阻燃抑煙作用,并可提高填充料的性能。抑制滴落,提高其機(jī)械性能。低水合硼酸鋅與Ｓｂ2Ｏ3和Ａｌ(ＯＨ)3同時復(fù)配,可降低Ｓｂ2Ｏ3的用量,而阻燃效果更好,因此在不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＡ、聚砜、聚苯醚、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚乙烯、ＡＢＳ、聚氨酯、聚碳酸酯、、ＥＰＤＭ、丙烯酸中甚為廣用。

在硅橡膠、電纜料含硅聚合物中單一低水合硼酸鋅本身就是一種優(yōu)良的阻燃抑煙劑。低水合硼酸鋅可作為多功能無機(jī)防銹顏料代替有毒物鉛、鉻防銹顏料。它在金屬表面放出硼酸根離子,吸附金屬表面的亞鐵離子,在空氣中氧的作用下氧化成鐵離子,與硼酸根離子生成不溶性穩(wěn)定、致密、鈍化的復(fù)合鹽膜,以阻止金屬生銹。近年來國內(nèi)外大力開發(fā)低水合硼酸鋅阻燃、抑煙劑的細(xì)粒及超細(xì)納米產(chǎn)品。例如Ｂｏｒａｘ公司開發(fā)的粒度為2—4μｍ牌號為ＦｉｒｅｂｒａｋｅＺＢＦｉｎｅ的細(xì)粒硼酸鋅及粒度為0 5—3μｍ的超細(xì)產(chǎn)品,作為纖維中阻燃滅菌劑以增加其加工性及各組分的分散性,它與Ａ1(ＯＨ)3可配制成高溫阻碳化阻燃劑。納米低水合硼酸鋅添加于塑料后,可提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,增加復(fù)合材料的有缺口或無缺口抗沖擊強(qiáng)度,并增加其抗紫外線能力而不易老化。納米低水合硼酸鋅具有更好的阻燃、滅菌、防銹作用,廣泛用于改性塑料襯門、把手、防霉菌封條、復(fù)合高強(qiáng)度材料,可使冰箱內(nèi)食品抑菌保鮮,使食品貯藏時間大為延長。還可用作超市食品架、食品筐、食品箱、柜臺、臺面、推車、電梯、公交車把桿、坐椅、辦公桌,廁所及浴室壁面、包裝材料、家具、建筑油漆等。

四、結(jié)語低水合硼酸鋅具有耐高溫、阻燃、滅菌、防銹、抑煙等多功能作用,無毒,價廉。其基本原料硼礦在我國資源豐富,儲量有40000ｋｔ多(以Ｂ2Ｏ3計(jì)),其中僅遼寧省翁泉溝硼鐵礦儲量就達(dá)20000ｋｔ多,其Ｂ2Ｏ3含量7 9%,鐵30 6%。近來西藏發(fā)現(xiàn)了千萬噸級的硼鎂礦,品位高達(dá)30%,鎂含量大于15%。我國塑料年產(chǎn)量在8000ｋｔ以上,需阻燃劑150ｋｔ/ａ以上,而目前國內(nèi)產(chǎn)量不足萬噸。因此應(yīng)大力開發(fā)該產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用,以滿足國內(nèi)外市場的需要。

上一篇：塑料阻燃劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景分析

下一篇：無機(jī)阻燃劑的表面處理技術(shù)和阻燃機(jī)理簡介

轉(zhuǎn)載請注明：轉(zhuǎn)載自塑膠五金網(wǎng)技術(shù)頻道 http://flybit.cn/Liter/
本文鏈接：http://flybit.cn/Liter/LiterDetail_19059.html
版權(quán)聲明：1.塑膠五金網(wǎng)轉(zhuǎn)載作品均注明出處，本網(wǎng)未注明出處和轉(zhuǎn)載的，是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，您同意將自行加以判斷并承擔(dān)所有風(fēng)險(xiǎn)。 2.如轉(zhuǎn)載作品侵犯作者署名權(quán)，或有其他諸如版權(quán)、肖像權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)等方面的傷害，并非本網(wǎng)故意為之，在接到相關(guān)權(quán)利人通知后將立即加以更正。聯(lián)系電話：15014822798
投稿聲明：可將稿件直接發(fā)至郵箱：234145668@qq.com（主題注明“投稿”），也可直接聯(lián)系