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鋅硼酸摻混肥的粒徑過(guò)大會(huì)在基材中分散不理想,添加量高時(shí)會(huì)惡化材料的使用性能。為了改善硼酸鋅在基材樹(shù)脂中的分散性,必須使其粒徑較小及粒徑分布較窄。故阻燃劑細(xì)微化,甚至納米化,既可增大阻燃劑與材料的接觸面以提高相容性,還可降低阻燃劑的用量。國(guó)外對(duì)硼酸鋅的合成和應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定的水平,1990年報(bào)道的美國(guó)硼砂公司的硼酸鋅新產(chǎn)品是平均粒徑為2-4μm;1992年,硼砂公司又報(bào)道了一種硼酸鋅新產(chǎn)品,其失水溫度為413 ℃(比標(biāo)準(zhǔn)硼酸鋅約高110 ℃),因而可用于加工溫度極高的工程塑料,如聚酮、砜和聚醚亞胺等。
高溫固相反應(yīng)制備硼酸鋅的研究進(jìn)行得比較少。通過(guò)高溫固相反應(yīng)制得的硼酸鋅是不含結(jié)晶水的,所以阻燃效果可能會(huì)下降,但是根據(jù)硼酸鹽的阻燃機(jī)理,應(yīng)該還是具有一定的阻燃效果。HubertHuppertz等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在高溫或者是高壓的條件下,ZnO-B2O3體系中有4或5種不同結(jié)構(gòu)的硼酸鋅存在,分別為:α-ZnB4O7,偏硼酸鋅Zn4O(BO2)6或ZnB2O4,Zn3(BO3)2或Zn5B4O11,ZnB6O10(可能存在)和微孔硼酸鋅Zn4O(BO3)2。
能在高溫下脫水,具有吸熱、發(fā)泡及沖稀可燃物的功效。水合硼酸鋅的阻燃機(jī)理是:當(dāng)溫度高于300 ℃時(shí),硼酸鋅熱分解,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(shí)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(yīng)和熱分解作用。此外,在含鹵材料中,燃燒時(shí)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(yīng),從而起到阻燃作用。
鋅硼酸摻混肥