10361-94-1
中文名稱
硼酸鋅
英文名稱
ZINC BORATE
CAS
10361-94-1
分子式
B2O6Zn3
分子量
313.79
MOL 文件
10361-94-1.mol
更新日期
2025/01/20 11:38:01
10361-94-1 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
鎳粒硼酸鋅
硼酸鋅粉
3.5水硼酸鋅,粒度 1~2ΜM
3.5水硼酸鋅,粒度 2~5ΜM
3.5水硼酸鋅,粒度 6~10ΜM,防腐級(jí)
英文別名
Zinc borateZin fluoroberate
Zinc borate powder
Boric acid zinc salt
Orthoborsure, Zinksalz
orthoboric acid, zinc salt
Boric acid/zinc,(1:x) salt
ZINC BORATE LIGHT, TECHNICAL
Boric acid (H3BO3), zinc salt
Boric acid (H3BO3), xzinc salt
所屬類別
無機(jī)化工：硼化物、硼酸鹽和過硼酸鹽
常見問題列表
阻燃劑
硼酸鋅（簡稱ZB）是一種多功能添加劑﹐具有阻燃﹑成炭﹑抑煙﹑抑制煙燃和防止熔融滴落多種功效。主要品種有3.5水和7水兩種,其分子式通常為2ZnO.3B2O3.3.5H2O或2ZnO.3B2O3.7H2O.所說的硼酸鋅一般是指2ZnO.3B2O3.3.5H2O。2ZnO.3B2O3.3.5H2OO 為無規(guī)則或者菱性白色粉未﹐熔點(diǎn)980oC﹐300 oC以上開始失去結(jié)晶水。其中Firebrake ZB為標(biāo)準(zhǔn)阻燃劑硼酸鋅﹐Firebrake ZB-XF為超細(xì)粉, Firebrake415為高脫水硼酸鋅。硼酸鋅在軟質(zhì)PVC制品中﹐阻燃效果較差﹐最好與氧化銻（Sb2O3）并用。硼酸鋅具有較強(qiáng)的成炭性﹐可降低材料的發(fā)煙量﹐也是一種有效的抑煙劑。硼酸鋅與氫氧化鋁具有極強(qiáng)的協(xié)同作用﹐兩者在硬質(zhì)PVC中并用代替氧化銻﹐煙密度顯著下降。實(shí)際使用過程中﹐硼酸鋅往往與其它阻燃劑并用﹐以發(fā)揮阻燃協(xié)效作用和抑煙功能。（1） PVC中的應(yīng)用 PVC硬制品中﹐硼酸鋅可全部代替氧化銻達(dá)到相近的阻燃效果。以50%的硼酸鋅取代氧化銻﹐煙密度顯著下降﹐但氧指數(shù)變化很小。在僅以磷酸酯增塑的軟PVC中﹐當(dāng)硼酸鋅由0.5PHR增加到5PHR時(shí),不僅材料作用密度大大下降﹐而且氧指數(shù)也隨硼酸鋅用量的增加而升高﹐說明此時(shí)單一的硼酸鋅也同時(shí)具有阻燃和抑煙作用。
（2） 無鹵阻燃系的應(yīng)用 在大多數(shù)無鹵阻燃體系中﹐硼酸鋅與氫氧化鎂并用可提高阻燃性能。
理化性質(zhì)
硼酸鋅阻燃劑為無規(guī)則（或菱形）白色結(jié)晶或淡黃色粉末，分子式為2ZnO·3B2O3·3.5H2O，分子量為434.69，CAS登錄號(hào)為［12513－27－8］，相對(duì)密度2.69，熔點(diǎn)980℃，折射率1.58~1.59。在冷水中溶解性極低，在熱水中可緩慢溶解形成含1%B2O3的溶液。易溶于稀酸和二甲基亞砜，也易溶于氫氧化鈉溶液。不溶于乙醇、正丁醇、苯及丙酮等有機(jī)溶劑。在260℃以下仍能保持其結(jié)晶水，溫度高于300℃時(shí)失去結(jié)晶水。熱穩(wěn)定性較好，既能阻燃，又能消煙，還能熄滅電弧。
硼酸鋅有一系列不同組成的化合物，其中有七水2ZnO·3B2O3·7H2O［12280－01－2］、五水2ZnO·3B2O3·5H2O［12447－61－9］、二水ZnO·B2O3·2H2O［27043－84－1］、無水ZnO·2B2O3［12007－67－9］、無水2ZnO·3B2O3［12767－90－7］化合物等，不同化合物主要取決于制備方法的差異。3.5個(gè)結(jié)晶水的硼酸鋅，實(shí)際是3.3~3.7個(gè)結(jié)晶水。如無特別說明，阻燃劑硼酸鋅一般就是3.5個(gè)結(jié)晶水的硼酸鋅。
硼酸鋅大白鼠經(jīng)口LD50＞10g/kg體重。對(duì)皮膚和眼無刺激。無吸入和接觸性毒性。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
硼酸鋅是一種性能優(yōu)良的無機(jī)無鹵添加型阻燃劑。組成為2ZnO·3B2O3·3.5H2O的低水合硼酸鋅應(yīng)用最為廣泛。Q/ZWW003-2003（阻燃劑-硼酸鋅ZB-2335）規(guī)定了硼酸鋅阻燃劑產(chǎn)品中三氧化二硼（B2O3）45%～48%，氧化鋅（ZnO）37.5%～40.0%，灼燒減重13.5%～15.5%，脫結(jié)晶水溫度250～300℃，平均粒徑3～5μm，水分≤1.0%，符合歐盟RoHS指令。阻燃特性
硼酸鋅是一種多功能阻燃劑，具有阻燃、成炭、抑煙、抑陰燃和防止生成熔滴等多種效能及低毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。（1）阻燃增效 硼酸鋅與氧化銻或氫氧化鋁等具有協(xié)同阻燃增效作用。以硼酸鋅代替一部分氧化銻用于許多阻燃體系，不至于降低材料的阻燃等級(jí)，卻可降低材料成本、生煙量和毒性。
（2）抑煙性 以硼酸鋅代替氧化銻，可使生煙量減少40%，使某些含鹵環(huán)氧樹脂的生煙量大幅度下降。
（3）促進(jìn)炭層形成 硼酸鋅有助于在材料燃燒時(shí)生成多孔炭層，且此炭層能為三氧化二硼所穩(wěn)定。此外，在高聚物燃燒溫度下，硼酸鋅還可與氫氧化鋁生成類似玻璃、陶瓷的硬質(zhì)多孔殘?jiān)?。有利于隔熱和阻止空氣擴(kuò)散入材料內(nèi)部。
（4）抑陰燃和防止生成熔滴 在很多樹脂中，硼酸鋅不僅可抑制陰燃，而且可減少高溫熔滴，高溫熔滴就是危險(xiǎn)的引燃源。 （5）低毒 硼酸鋅被認(rèn)為基本上是無毒的，不刺激皮膚和眼睛，無腐蝕性。
（6）價(jià)廉 硼酸鋅價(jià)格一般為三氧化二銻的1/3左右，并且密度僅為三氧化二銻的1/2。如以體積論，硼酸鋅的價(jià)格約合三氧化二銻的1/6左右。
（7）透明性 硼酸鋅的折射率在大多數(shù)有機(jī)物折射率范圍之內(nèi)，因而將其用于樹脂層壓板時(shí)，可保持板材的透明度。
（8）不易沉淀 硼酸鋅的晶體密度遠(yuǎn)低于氧化銻，故配料時(shí)所需能量小，在分散體系中不易沉淀。
（9）其他 硼酸鋅比氧化銻易潤濕，具有抗電弧性能，可促進(jìn)金屬與樹脂的粘合，還能賦予材料抗菌性。對(duì)于大多數(shù)含芳香族鹵系阻燃劑的體系，單用硼酸鋅的協(xié)同效果欠佳，而且硼酸鋅對(duì)鹵系阻燃劑的增效作用一般比氧化銻遜色一籌。
生產(chǎn)工藝
- 復(fù)分解法
復(fù)分解法以硼砂和鋅鹽（硫酸鋅、硝酸鋅等）為原料，在水溶液中加熱進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)： 7ZnSO4+7Na2B4O7+ZnO+20H2O＝4(2ZnO·3B2O3·3.5H2O)+7Na2SO4+4H3BO3
該反應(yīng)生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物，把兩種副產(chǎn)物分離出來，工業(yè)母液循環(huán)使用是相當(dāng)繁雜的。 - 中和法
中和法以硼酸和氫氧化鋅（或氧化鋅）為原料，按一定配比投入反應(yīng)罐中，在90~100℃下保溫6~10h，發(fā)生如下反應(yīng)：2Zn(OH)2+6H3BO3＝2ZnO·3B2O3·3.5H2O+7.5H2O
2ZnO+6H3BO3＝2ZnO·3B2O3·3.5H2O+5.5H2O
與復(fù)分解法相比，中和法工藝簡單，產(chǎn)物單一，母液可循環(huán)使用，且收率高，可達(dá)95%以上。