标题：硼酸锌
基本信息
【中文别名】低水硼酸锌
【英文名称】zinc borate
【英文别名】Zinc borate; ZINC BORATE EXTRA PURE; zinc hydrogen borate[1]
【C A S 号】12513-27-8
【分 子 量】434.62
【性 质】　无规则（或菱形）白色或淡黄色粉末。不溶于水、乙醇、正丁醇、苯、丙酮，易溶于盐酸、硫酸、二甲亚砜。热稳定性好。易分散。无毒。
简介：硼系列阻燃剂--硼酸锌 一、概述 硼系阻燃剂是最早使用的阻燃剂之一，亦是重要的无机阻燃剂，其特点为热稳定性好，毒性低，消烟，与其它阻燃剂复配效果良好，添加后明显减少材料燃烧烟浓度，与含卤类阻燃剂，三氧化二锑复配效果明显，广泛应用于PVC电缆、PE、EVA、PET、PBT、尼龙、不饱和聚酯、环氧树脂、聚酰亚胺及各种防火涂料中. 二、性能指标：项目 规格 三氧化二硼（B2O3）% 45～48  [2]氧化锌（ZnO）% 37.5～40.0 灼 烧 减 重% 13.5～15.5 脱结晶水温度℃ 250～300 平均粒径D50 um 3~5 水份% ≤1.0 备注：符合欧盟RoHS指令。三、应用范围：应用于PVC电缆料、PP、PE、EVA、不饱和聚酯，环氧树脂、天然橡胶、合成橡胶、氯丁橡胶、膨胀性防火涂料及堵料……等。
技术指标
执行标准：Q/ZWW003-2003 

项目/级别ZB-2335（2ZnO.B2O3 3.5H2O)优级品 一级品 白度 9995外表水　%　≤ 0.51.0粒径， um 3-53-5氧化锌ZnO,% 37.0-40.0氧化硼B2O3,% 45.0－48.0灼烧失重　% 13.5－15.5细度（325筛余物），%≤ 0.1比重， g/cm3 2.67熔点　℃ 980失结晶水温度　℃ >320折射率 1.58产品应用：
⒈ 硼酸锌可以作为氧化锑或其它卤素阻燃剂的多功能增效添加剂，可以有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，并可以调节橡塑产品的化学，机械，电等方面的性能。
⒉ 作为含卤素等阻燃剂的部分或完全环保替代品，硼酸锌正在被广泛的直接应用于塑料和橡胶的加工，如PVC、PE、PP、增强聚酰胺、聚氯脂、聚苯乙烯、环氧树脂、聚脂酸乙烯树脂及天然橡胶，苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁橡胶等。还可以被应用于纸张、纤维织物、装饰板、地板革、壁纸、地毯、陶瓷釉料、杀菌剂，涂料的生产中，以提高阻燃性能。
⒊ 基于硼酸锌的其它性质，还可用于防腐，远红外线吸收，木材的防虫防菌处理等领域。
安全性无毒，不腐蚀。用内衬聚乙烯塑料薄膜袋的编织袋包装。每袋净重25 kg。应贮存在清洁干燥的库房中，贮存和运输中应避免雨淋。勿与酸类共贮混运。
包装该品按一般化工品包装，运输，储存。
如果客户对具体指标有特殊要求，可以针对要求定做产品 
主要包装为25千克/袋，500千克/吨袋，也可根据客户要求定做各种重量的包装。
硼酸锌在各种原材料中应用举例如下：
在橡胶中：8%--5%（占总材料） 
在塑料中：10%--25%阻燃母粒） 
在纤维纺织中：5%—10%（占总材料） 
在防水涂料中5%--8%（占总材料） 
在陶瓷方面中：8%--25%（占原料百分比） 
在消防器材中：15%--30%（占总原料） 
在造纸行业中：5%---15%（占总原料） 
在防腐方面：10%--20%（因材料而定） 
在杀菌方面：15%--25%
在医药方面：5%---15%
制备工艺
传统硼酸锌的制备硼酸中和法
[2-3]1） 硼酸-氢氧化锌法
2Zn(OH)2+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+7.5H2O
此法将硼酸和氢氧化锌按一定的比例投入反应器，控制一定的固液比，于90-100℃下反应5-7h。该路线的优点就是产品单一、无三废、硼酸的利用率较高。而该法的缺点是所需氢氧化锌需要现场制备，因此不可避免地产生了副产物和废水。
2） 硼酸-氧化锌法
2ZnO+6H3BO3=2ZnO·3B2O3·3.5H2O+5.5H2O
此法的制备条件和硼酸-氢氧化锌法差不多，并且消除了硼酸-氢氧化锌法带来的麻烦，具有工艺简单、工序少、产品单一等优点，母液可以直接循环使用；但是该法的硼酸和氧化锌的价格都比较高，所以成本比较高。
硼酸盐-锌盐法
美国硼砂与化学品公司在专利中就此法报道了有10多条原料路线，下面是其中二条使用较为普遍的路线。
⒊5ZnSO4+3.5Na2B4O7+0.5ZnO+10H2O=2（2ZnO·3B2O3·3.5H2O)+3.5Na2SO4+2H3BO3
此法硼砂、锌盐原料易得，成本较低，在粒度控制上有一定的优势；但是该法的缺点是反应条件比较苛刻。硼砂是强碱弱酸盐，使得体系溶液显碱性，锌以氢氧化锌微溶物形式存在，使得复分解反应速度减慢，反应时间延长，在一定程度上增加了能耗，提高了产品成本。另外，此方法生成硼酸和硫酸钠两种副产物，要将两种副产物分离出来，母液循环使用，处理工序相当繁杂。
超细硼酸锌的制备硼酸锌阻燃剂粉体的粒径过大会在基材中分散不理想，添加量高时会恶化材料的使用性能。为了改善硼酸锌在基材树脂中的分散性，必须使其粒径较小及粒径分布较窄。故阻燃剂细微化，甚至纳米化，既可增大阻燃剂与材料的接触面以提高相容性，还可降低阻燃剂的用量。目前国外对硼酸锌的合成和应用已经达到了一定的水平，1990年报道的美国硼砂公司的硼酸锌新产品是平均粒径为2-4μm；1992年，硼砂公司又报道了一种硼酸锌新产品，其失水温度为413℃（比标准硼酸锌约高110℃），因而可用于加工温度极高的工程塑料，如聚酮、砜和聚醚亚胺等。
中国现在所生产的硼酸锌的粒径一般为2-8μm，还不能达到国外的水平，所以对硼酸锌进行超细化研究日趋重要起来。
武汉大学将氧化锌和硼酸混合均匀，物质的量比为1：3，加入反应容器，加入水的量为氧化锌和硼酸总质量的0.01%-60.00%，然后搅拌配制成流变态，再放入密闭容器在60-100℃温度下保温6-12h，冷至室温取出产物，在120-140℃烘干即可。此法制备过程不需要过滤，也不需要水洗，反应产率高。
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胡云楚发明了一种固相反应制备纳米硼酸锌的方法。将氧化锌和硼酸分别磨成微米级，然后按照一定的比例，加入总量的1%-5%的硬脂酸钠、硅烷等表面活性剂或偶联剂，然后进行球磨或真空球磨，最后得到了纳米级的硼酸锌。
还有人研究了用水热法制备形貌可控的颗粒状、棒状和针状的低水合硼酸锌和用溶剂热改性法制备硼酸锌，均得到了改性良好的产品。
高温固相反应制备硼酸锌
高温固相反应制备硼酸锌的研究目前进行得比较少。通过高温固相反应制得的硼酸锌是不含结晶水的，所以阻燃效果可能会下降，但是根据硼酸盐的阻燃机理，应该还是具有一定的阻燃效果。HubertHuppertz等通过研究发现，在高温或者是高压的条件下，ZnO-B2O3体系中有4或5种不同结构的硼酸锌存在，分别为：α-ZnB4O7，偏硼酸锌Zn4O(BO2）6或ZnB2O4，Zn3(Bo3）2或Zn5B4O11，ZnB6O10（可能存在，因为在1949年的调查研究中，说明了不可能存在这种物质）和微孔硼酸锌Zn4o(BO3）2。
高温固相反应制备硼酸锌的研究国外进行得比较早。在20世纪90年代初期，日本就有专利报道说，用1 mol的氧化锌（锌的氢氧化物、碳酸锌或活性锌）平均粒径≤0.1μm，和1.0-1.5 mol的硼酸或三氧化二硼于700-900℃高温中反应1-6h，可以制得硼酸锌。
阻燃机理
硼酸盐的阻燃作用主要来自以下几个方面：
1）能形成玻璃态无机膨胀涂层；
2）能促进成炭；
3）能阻碍挥发性可燃物的逸出；
4）能在高温下脱水，具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效。水合硼酸锌的阻燃机理是：当温度高于300℃时，硼酸锌热分解，释放出结晶水，起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用。另一方面，在高温下硼酸锌分解生成B2O3（若材料中含有氯或溴时还生成ZnX2，ZnOX。X为Cl或Br），附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层，此覆盖层可抑制可燃性气体产生，也可阻止氧化反应和热分解作用。此外，在含卤材料中，燃烧时还产生BX3，BX3与气相中的水作用生成HX，在火焰中有卤素原子游离基生成，该游离基能阻止羟基游离基的链反应，从而起到阻燃作用。