一种硼酸锌阻燃材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硼酸锌阻燃材料的制备方法，涉及阻燃材料技术领域，先向反应釜中加入水、氧化锌和结构导向剂，充分搅拌均匀后再加入硼酸，待硼酸完全溶解后，将混合物加热至90‑110℃反应1‑5h，最后经过滤、水洗和烘干制得硼酸锌产品。本发明专利技术因加入了结构导向剂而呈现纺锤状、单分散的状态，这是目前其他产品所不具备的；所制备的硼酸锌阻燃材料的1％脱水温度高达290℃以上，在550‑700℃开始玻璃化，在燃烧物表面形成阻燃壳层，具有非常好的抑烟效果；并且不含游离ZnO，对含卤聚合物的热稳定性影响小。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及阻燃材料
，具体涉及一种新型硼酸锌阻燃材料的制备方法。
技术介绍
：硼酸锌是一种高效的无机协效阻燃剂，纳米硼酸锌具有热稳定性好，粒度细，比重小，易分散，无毒等优点，与聚磷酸铵、氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃剂之间存在协同阻燃效果，能够大大降低无机添加量，使添加阻燃剂后的聚合物材料本身机械性能得以改善。低水合硼酸锌根据其特性，主要应用于高层建筑的橡胶制品的配件、电梯、电缆、电线、塑料护套、临时建筑、军用制品、塑料、电视机外壳和零部件、船舶涂料及合成纤维等。另外，硼酸锌在防腐领域也具有独特的防腐性能和强有力的性价比，可作为多功能无机防锈颜料代替有毒物铅、铬防锈颜料。它在金属表面释放出硼酸根离子，吸附金属表面的亚铁离子，在空气中氧的作用下氧化成铁离子，与硼酸根离子生成不溶性的稳定、致密、钝化的复合盐膜，以阻止金属生锈。同时，也有研究发现硼酸锌还能用作陶瓷的强助熔剂，适合低温快烧工艺。坯、釉中引入硼酸锌可改善泥浆性能、釉烧成温度，显著提高产品的质量。此外，通过高温固相反应制备得到的硼酸锌吗，目前研究得比较多的就是能够用作发光材料的Zn3(BO3)2。因此硼酸锌的应用范围越来越广阔，并伴随着对其在新的领域的研发和开发，一些无可替代的优越性也被展现出来。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种结构为纺锤状、单分散、粒度可控的新型硼酸锌阻燃材料的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，先向反应釜中加入水、氧化锌和结晶导向剂，充分搅拌均匀后再加入硼酸，待硼酸完全溶解后，将混合物加热至90-110℃反应1-5h，最后经过滤、水洗和烘干制得硼酸锌产品。所述氧化锌和硼酸的摩尔用量比为1:3-5。所述结晶导向剂用量占水质量的0.1-10％。所述水的用量占反应釜体积的40-80％。所述结晶导向剂为有机碱或晶种。所述有机碱选自三乙胺、三乙烯二胺、吡啶、四甲基乙二胺、叔丁醇钾、叔丁醇钠、正丁基锂、N-甲基吗啉、DBU、DBN、DMAP、TMG、KHMDS、NaHMDS、LDA中的一种。所述晶种选自Mg(OH)2、Al(OH)3、Al2O3、TiO2、SnO2、SnO、ZnO、Ca(OH)2、CaSO4、CaCO3、Ba(OH)2、BaSO4、BaCO3、ZrO2、V2O5、Cr2O3、Fe2O3、Cu(OH)2、SiO2、Na2SiO3、Na2Al2O4、Na2Si2AlO6中的一种。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所制备的硼酸锌阻燃材料因加入了结构导向剂而呈现纺锤状、单分散的状态，这是目前其他产品所不具备的；(2)本专利技术所制备的硼酸锌阻燃材料的1％脱水温度高达290℃以上，在550-700℃开始玻璃化，在燃烧物表面形成阻燃壳层，具有非常好的抑烟效果；(3)本专利技术所制备的硼酸锌阻燃材料不含游离ZnO，对含卤聚合物的热稳定性影响小；(4)可通过调节本专利技术的反应条件，来控制产品硼酸锌的粒度和含水量。附图说明：(1)图1为本专利技术加结晶导向剂所制备硼酸锌阻燃材料的SEM形貌图；(2)图2为本专利技术所制备硼酸锌阻燃材料的DTG-TG图；(3)图3为本专利技术未加结晶导向剂所制备硼酸锌阻燃材料的SEM形貌图。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1向10L反应釜中加入6L水、500g氧化锌和200g制纳米TiO2结晶导向剂，充分搅拌均匀，再加入1600g硼酸完全溶解，加热至110℃反应4h，反应结束后过滤，用90℃去离子水洗涤滤饼3-5次，最后在110℃下烘干8h，即得产品硼酸锌，产品SEM和DTG-TG测试结果如附图1和附图2所示。实施例2向10L反应釜中加入6L水、500g氧化锌，充分搅拌均匀，再加入1500g硼酸完全溶解，加热至110℃反应4h，反应结束后过滤，用90℃去离子水洗涤滤饼3-5次，最后在110℃下烘干8h，即得产品硼酸锌，产品SEM测试结果如附图3所示。由附图1可知，本专利技术所制硼酸锌阻燃材料是单分散、呈纺锤状的颗粒，粒度在8um左右。由附图2可知，本专利技术所制硼酸锌阻燃材料在290℃以上开始分解释放，380℃达到脱水峰值，420.5℃开始吸热反应，在550-700℃开始增重，这是材料开始玻璃化结壳的结果。由附图3可知，本专利技术中未加结晶导向剂的体系所得产品，团聚比较严重，并且颗粒不规则。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：先向反应釜中加入水、氧化锌和结晶导向剂，充分搅拌均匀后再加入硼酸，待硼酸完全溶解后，将混合物加热至90‑110℃反应1‑5h，最后经过滤、水洗和烘干制得硼酸锌产品。

【技术特征摘要】
1.一种新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：先向反应釜中加
入水、氧化锌和结晶导向剂，充分搅拌均匀后再加入硼酸，待硼酸完全溶解
后，将混合物加热至90-110℃反应1-5h，最后经过滤、水洗和烘干制得硼酸
锌产品。
2.根据权利要求1所述的新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：
所述氧化锌和硼酸的摩尔用量比为1:3-5。
3.根据权利要求1所述的新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：
所述水的体积用量占反应釜体积的40-80％。
4.根据权利要求1所述的新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：
所述结晶导向剂用量占水质量的0.1-10％。
5.根据权利要求1所述的新型硼酸锌阻燃材料的制备方法，其特征在于：
所述结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋学鑫，王亚娟，张轲轲，郭敬新，
申请(专利权)人：安徽壹石通材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34