实验2 无机添加型阻燃剂低水合硼酸���的制备
一、实验目的
(1)了解低水合硼酸锌的性质和用途。
(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
低水合硼酸锌,商品名称“FirebrakeZB”,是一种无机添加型阻燃剂。这种阻燃剂是一种白色细微粉末,分子式为2ZnO·3B2O3·3.5H2O,相对分子质量为436.64,平均粒径为2~10um,相对密度为2.8。硼酸锌中的锌有38%以氧化锌或氢氧化锌的形式进入气相,对可燃性气体进行稀释,降低其燃烧速率。同时硼酸锌与卤化物作用在高温下形成卤化锌,可以覆盖于可燃物表面隔绝空气、**可燃气体的产物并阻止氧化和热辐射作用。当硼酸锌加入卤素高分子材料中后,在燃烧过程中形成的BX3进入气相与水蒸汽作用形成卤化氢,可以阻止自由基间的链反应,也起到阻燃作用。
作为**性添加型阻燃剂,其在较高的温度如350°C下仍然保持结构中的结晶水。因此与目前使用的其他阻燃剂相比,低水合硼酸锌有更宽的应用领域。同时,与常用的阻燃剂氧化锑相比,低水合硼酸锌具有价廉、毒性低、发烟少、着色度低等许多优点,已被广泛应用于PVC薄膜、墙壁涂料、电线电缆、地毯等材料的生产与加工中,产生较好的阻燃效果。
低水合硼酸锌的生产方法包括硼砂-锌盐合成法、氢氧化锌-硼酸合成法、氧化锌-硼酸合成法等多种。其中氧化锌-硼酸合成法由于工艺简单、易操作、产品纯度高等优点,同时母液可循环使用、无“三废”污染等,被广泛使用。本实验通过氧化锌-硼酸法制备低水合硼酸锌,其化学反应为:
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