硼酸鋅，常溫常壓下為白色至類白色固體粉末，具有很高的熔點和較好的化學(xué)穩(wěn)定性，它不溶于水。硼酸鋅是一種環(huán)保型的非鹵素阻燃劑，具有無毒、低水溶性、高熱穩(wěn)定性、粒度小、比重小、分散性好等特點，該物質(zhì)可作為氧化銻或其它鹵素阻燃劑的多功能增效添加劑，可有效提高阻燃性能，減少燃燒時煙霧的產(chǎn)生并可以調(diào)節(jié)橡塑產(chǎn)品的化學(xué)，機械，電等方面的性能。因此，硼酸鋅作為一種高效阻燃劑被廣泛應(yīng)用在塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域。

圖1 硼酸鋅的性狀圖

基本性質(zhì)

硼酸鋅不溶于水和一般有機溶劑、熱水中微溶、易溶于稀酸、在氫氧化鈉中溶解性較差，能溶于強酸和堿水；無毒、無味、無腐蝕和刺激性的無機阻燃劑。硼酸鋅具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，并且易于分散，同時無毒，這些特性使得它在多個領(lǐng)域中都能發(fā)揮高效的阻燃作用。[1]

阻燃原理

當(dāng)溫度高于300℃時，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。在高溫下硼酸鋅分解生成B2O3（若材料中含有氯或溴時還生成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。在含鹵材料中，燃燒時還產(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。[1]

協(xié)同阻燃效應(yīng)

通過氧指數(shù)，熱重分析 (TGA)和掃描電子顯微鏡 (SEM )研究了硼酸鋅在膨脹型阻燃聚丙烯中的協(xié)同阻燃作用。硼酸鋅的加入在用量低時可顯著增加膨脹型阻燃聚丙烯 (PP)的氧指數(shù) ，而當(dāng)用量超過一定值后，氧指數(shù)則急劇降低。TGA顯示硼酸鋅用量為 2 .5份時 ，5 0 0℃的剩焦量出現(xiàn)最大值。[2]

工業(yè)應(yīng)用

作為含鹵素等阻燃劑的部分或完全環(huán)保替代品，硼酸鋅可被廣泛的直接應(yīng)用于塑料和橡膠的加工，如PVC、PE、PP、增強聚酰胺、聚氯脂、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚脂酸乙烯樹脂及天然橡膠，苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠等。硼酸鋅可以被應(yīng)用于紙張、纖維織物、裝飾板、地板革、壁紙、地毯、陶瓷釉料、殺菌劑，涂料的生產(chǎn)中，以提高阻燃性能。此外，硼酸鋅還可用于防腐，遠紅外線吸收，木材的防蟲防菌處理等領(lǐng)域。

安全性

硼酸鋅被證實為無毒且不具腐蝕性，因此在使用和儲存過程中無需擔(dān)憂其安全性。它通常以編織袋內(nèi)襯聚乙烯塑料薄膜袋的形式進行包裝，確保了其運輸和儲存的便捷與安全。在清潔干燥的庫房中妥善存放，并避免雨淋和與酸類物質(zhì)的混合運輸，即可確保其質(zhì)量的穩(wěn)定。

使用方法

硼酸鋅在各種應(yīng)用中的添加比例因需求而異。具體來說，它在橡膠中的添加量通?？刂圃?%至5%的范圍內(nèi)，占總原料的比例。在塑料中，為了達到阻燃效果，其添加量通常設(shè)定在10%至25%之間。纖維紡織領(lǐng)域中，硼酸鋅的添加量約為5%至10%，占總原料的比例。防水涂料中，其添加量保持在5%至8%的范圍內(nèi)。陶瓷方面，根據(jù)需求，其添加量可能達到8%至25%。消防器材中，硼酸鋅的添加量相對較高，通常為15%至30%。造紙行業(yè)方面，其添加量為5%至15%。在防腐方面，硼酸鋅的添加量取決于具體材料，通常在10%至20%之間。此外，殺菌方面和醫(yī)藥方面的應(yīng)用也各不相同，其添加量分別在15%至25%和5%至15%的范圍內(nèi)。

參考文獻

[1] 張亨.硼酸鋅的性質(zhì)、生產(chǎn)及阻燃應(yīng)用[J].合成材料老化與應(yīng)用, 2002, 31(4):4.

[2] 林曉丹,賈德民,陳廣強,等.硼酸鋅在膨脹型阻燃聚丙烯中的協(xié)同阻燃機理研究[J].塑料工業(yè), 2002, 30:2.