Borat anhidru de zinceste un compus de borat de zinc fără apă cristalină, cu formula chimică 2ZNO · 3B2O3. Spre deosebire de boratul de zinc hidratat obișnuit (cum ar fi 3,5 borat de zinc de apă ZB-2335), boratul anhidru de zinc nu are apă cristalină în structura sa, prin urmare, are o stabilitate termică și chimică mai mare.
Principalele proprietăți ale boratului anhidru de zinc includ:
Aspect: pulbere alb sau galben deschis.
Densitate: aproximativ 2,8 g/cm ³.
Punct de topire: peste 980 ℃, cu o stabilitate termică extrem de ridicată.
Solubilitate: insolubilă în apă și majoritatea solvenților organici, stabilă din punct de vedere chimic.
Stabilitatea termică: Datorită absenței apei cristaline, boratul anhidru de zinc nu eliberează apa la temperaturi ridicate, ceea ce o face potrivită pentru medii de procesare la temperaturi ridicate.
Pregătirea boratului anhidru de zinc este de obicei efectuată prin următoarele metode:
①. Metoda de calcinare a temperaturii ridicate: boratul hidratat de zinc (cum ar fi 3,5 borat de zinc de apă) este calcinat la temperatură ridicată pentru a îndepărta apa de cristal și pentru a obține borat anhidru de zinc.
②. Metoda de sinteză directă: boratul anhidru de zinc este sintetizat direct prin reacția oxidului de zinc (ZnO) și acidului boric (H3BO3) la temperaturi ridicate.
Mecanismul ignifug de flacără a boratului anhidru de zinc este similar cu cel al boratului de zinc hidratat, incluzând în principal următoarele aspecte:
①. Efect de acoperire: sub temperatură ridicată, boratul de zinc anhidru se descompune pentru a forma o peliculă sticloasă B2O3, care acoperă suprafața materialului, izolează oxigenul și căldura și împiedică răspândirea flăcării.
②. Inhibarea reacției în lanț: în materiale care conțin halogen, boratul anhidru de zinc reacționează cu compuși cu halogen pentru a genera Znx2 și Hx, captând radicali liberi generați în timpul combustiei și întreruperea reacției în lanț de ardere.
③. Stabilitatea temperaturii ridicate: Datorită absenței apei cristaline, boratul anhidru de zinc poate menține proprietăți stabile de ignifug în medii la temperaturi ridicate, ceea ce îl face adecvat pentru materiale de procesare la temperaturi ridicate.
Boratul anhidru de zinc este utilizat pe scară largă în următoarele câmpuri, datorită stabilității termice mari și a proprietăților excelente de ignifug:
①. Plastice de inginerie la temperaturi ridicate: în materialele plastice de inginerie care necesită o prelucrare la temperaturi ridicate (cum ar fi poliamidă, poliester etc.), boratul anhidru de zinc poate oferi proprietăți stabile de ignifug.
②. Ceramică și materiale de sticlă: în glazuri ceramice și materiale de sticlă, boratul anhidru de zinc servește ca ignifug și flux de flacără, ceea ce poate îmbunătăți stabilitatea termică și retardanța de flacără a materialelor.
③. Acoperire Fireproof: Boratul anhidru de zinc este utilizat în acoperirile incendiene pentru a oferi o protecție ignifugă de lungă durată în medii la temperaturi ridicate.
④. Materiale electronice și electrice: În materiale electronice și electrice la temperaturi ridicate, boratul anhidru de zinc poate îmbunătăți retardarea flăcării și proprietățile electrice ale materialului.
Avantaje:
Stabilitate termică ridicată: fără apă cristalină, potrivită pentru medii cu temperaturi ridicate.
Ecologic și non-toxic: îndeplinește cerințele chimiei verzi și este ecologic.
Multifuncționalitate: combină funcții precum retardarea flăcării, suprimarea fumului și performanța materială îmbunătățită.
Limitări:
Cost ridicat: procesul de pregătire este complex, iar costul de producție este mare.
Cerințe de dispersibilitate ridicate: este necesară o dispersie uniformă în material, altfel poate afecta efectul ignifug.
În viitor, cercetările privind boratul anhidru de zinc se vor concentra pe următoarele direcții:
①. Nanotehnologie: îmbunătățirea dispersiei și a eficienței ignifuge prin flacără prin nanotehnologie.
②. Materiale compozite multi funcționale: Dezvoltați noi materiale compozite care combină funcții de retardare, armare, antibacteriene și alte funcții.
③. Procesul de producție ecologică: optimizarea proceselor de producție, reducerea costurilor și minimizează impactul asupra mediului.
Borat anhidru de zinceste un retardant de flacără fără halogen de înaltă performanță, cu perspective largi de aplicare în materialele plastice de inginerie de temperatură înaltă, ceramică, acoperiri rezistente la foc și alte câmpuri datorită stabilității termice, prieteniei și multifuncționalității sale în mediu. Prin inovația tehnologică și optimizarea proceselor, boratul anhidru de zinc va juca un rol mai important în domeniul materialelor ignifuge cu flăcări în viitor.
