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硼酸鋅是一種環(huán)保型的非鹵素阻燃劑,無毒、低水溶性、高熱穩(wěn)定性、粒度小、比重小、分散性好等特點,作為一種高效阻燃劑被廣泛應用在塑料、橡膠、涂料等領域。
一、物理性質(zhì)
無規(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。熱穩(wěn)定性好。易分散,無毒。
中文名 | 硼酸鋅 | CAS登錄號 | 12513-27-8 | |
英文名 | zinc borate | 水溶性 | 不溶于水 | |
分子量 | 434.62 | 外觀 | 白色或淡黃色粉末 | |
粒徑, um | 3-5 | 比重, g/cm3 | 2.67 | |
熔點 ℃ | 980 | 失結(jié)晶水溫度 ℃ | >320 | |
折射率 | 1.58 |
二、化學性質(zhì)
硼酸鋅是最早使用的硼系阻燃劑之一,亦是重要的無機阻燃劑,其特點為熱穩(wěn)定性好,毒性低,消煙,與其它阻燃劑復配效果良好,添加后明顯減少材料燃燒煙濃度,與含鹵類阻燃劑,三氧化二銻復配效果明顯,廣泛應用于PVC電纜、PE、EVA、PET、PBT、尼龍、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺及各種防火涂料中。
三、應用領域
1、硼酸鋅可以作為氧化銻或其它鹵素阻燃劑的多功能協(xié)效添加劑,可以有效地提高阻燃性能,減少燃燒時煙霧的產(chǎn)生,并可以調(diào)節(jié)橡塑產(chǎn)品的化學、機械和電性能等。
2、作為含鹵素等阻燃劑的部分或完全環(huán)保替代品,硼酸鋅正在被廣泛的應用于塑料和橡膠當中;如PVC、PE、PP、增強聚酰胺、聚氯脂、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚脂酸乙烯樹脂及天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠等。還可以應用于紙張、纖維織物、裝飾板、地板革、壁紙、地毯、陶瓷釉料、殺菌劑和涂料中,以提高阻燃性能。
3、基于硼酸鋅的其它性質(zhì),還可用于防腐、遠紅外線吸收以及木材的防蟲防菌處理等領域。
四、阻燃機理
硼酸鹽的阻燃作用主要來自以下幾個方面:
1、能形成玻璃態(tài)無機膨脹涂層;
2、能促進成炭;
3、能阻礙揮發(fā)性可燃物的逸出;
4、能在高溫下脫水,具有吸熱、發(fā)泡及稀釋可燃物的功效。
水合硼酸鋅的阻燃機理是:
當溫度高于300℃時,硼酸鋅受熱分解,釋放出結(jié)晶水,起到吸熱冷卻作用和稀釋空氣中氧氣的作用。另一方面,在高溫下硼酸鋅分解生成B2O3(若材料中含有氯或溴時還生成ZnX2,ZnOX。X為Cl或Br),附著在聚合物的表面上形成一層覆蓋層,此覆蓋層可抑制可燃性氣體產(chǎn)生,也可阻止氧化反應和熱分解作用。此外,在含鹵材料中,燃燒時還產(chǎn)生BX3,BX3與氣相中的水作用生成HX,在火焰中有鹵素原子游離基生成,該游離基能阻止羥基游離基的鏈反應,從而起到阻燃作用。
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