3[1].5水硼酸锌的合成

技术开发 3．5水 硼 酸 锌 的 合 成 THE S~．'NTI-IESIS OF 2 ZnO．3B：Or 3．silo ’) 孟宪重 弃宏 L／／孛新 姜海 optim4m technica~~ehedu]e ofthem o r 27a'~O 诒晶 3．5"rhO rrom ZnO and H国 、～ 女 L 走文 丁以 工业 品氯 化幛 翻融 音 成 3 5水硼 酸锌 的量 佳 工 艺 秉 件 建 挣 1 前言 随着高分子合成材料 的苦 应 用．对台成 材丰| 的阻燃要求十分迫切+新型 阻燃 剂 产品成 为 人们研 究开发的重点，在为数不多的阻燃剂系刊里，■ 系列 产品 占有重要位置．3．5木硼酸锌即是其一．它具有 阻靛效果好，热稳定性高，无毒．特别适合与1‘鼍物 的 混 炼 加 工，由 于 它 跟 高 鼙 物 有 棚 近 的 折 光 卓 (1．58)，能够保持一些村魔 的牛 透 明性．而不 会髟响 树脂的色j毕．在美国它是重点推r的阻靛刑 之 一． 在其他 发选国家也均已推广应用 魏国从八 十年代起也开始了这方面帕研 {lI．近 几 年柬 这方 面的 报道 也 十 分 多 ．在 生 产方 法 上 近 十 种合成 工艺，使用 的 原料 主要 以 硼 砂．硼 酸．氧化 锌．氢 氯化锌，硫酸 锌和氯化 锌为 主．经过 认 真研 究．本文选任了以■酸．氧化锌为原料的台成工艺， 2zl10一融 ，B0，一 2z帕 ．3B，0 ．3．州 o^一5．疆 ’o 奉产品经丹析饺嗣与美国的Fimhakel ZB产品 一 致 ．谖 工艺 简单．产 品成 丰 低．原料 暑褥 投 资 少．生产出的产品经 厂家使用．阻燃效果好+达 到对 垃产品的指标要求． 2 实验 21 原科 硼 酸 工 业 品 氯化锌 工业品 上2 量作步曩 ≥99％ ≥95％ 本买鞋工艺麓程如田 l所示 ZnO H-B0． 蔫蟾 水 田 1 35承■■锋台成工艺示●■ 在 l0∞rI】l三甄瓶上装上搅 拌嚣、葺形 睁一t和 丑度计加^氧化悻糟末 ，再加^薰僖木搅拌升■．分 2 次加^■酸固体充分反应后过穗木冼，于 ll0℃ t：I 下干爆．她 以上，糟碎后分析言量． 3 结果与分析 3J 糟辩比的巷棒 在反应丑度 ．时同和 面藏 比不变 的情况下，选择 不同的投料 比，实验结果 如下 (觅表 1)． 寰 1 不再投冉比下舶产■组成 从赛转结果看物料 比 H，BO ／ZnO 控1ij在 2．8：l 左 右量为理 想，此 时■ 酸 糟 过 量有 利 于 收奉 的墨 蟪值高．抗 指数为 l∞ 因此抗爆性 能好 水在 Mn}￡中的溶解度 比在汽抽高，因此 掺有 M船 E的 汽油允许墨高言水量 舔加剞刊^袖中它的辛蟪值增 益性扼好．由于 MTBE与烃尝性 质很相似 ，使 用 时 不必改变 ^油分配 系坑 也不损 害车辆 的性 能 ． 《化学工程 师》3／t995f总第 4s期 ) 也不必需要蕞外的蛙护 ，井且 贮存巷 定性好+使 用 安全．毒性氍．枵集少 ，不和^抽形成共 点，批量 大 等等．因此，它作 为多功 能 甲醇^ 油鬻加荆罨加 到 甲醇汽油中占有举 足轻重的地 位 ．它 的使 甩前量 是 非常广翻的． 维普资讯 http://www.cqvip.com 高 如果硼酸比例过低．产物将 选币到控制指标，产 物中将 可能有束反应 的 ZnO存 在，或 生 成 其 他产 物 这是 因为 3 5水硼 酸 锌 不是 一 的结 晶 水合 物，而足各 种硼 酸 锌水 合物 的 混 合 体；例 如：Z『lO Bn H~0；ZnO‘B：o，。2H2q ZnO 2B ‘41-I O： Zn0 ·4H、0 L011~O： 2ZnO 3B，O 9H O； 3ZnO 盥0，jH．0 所 投料 比直接影响产 品的组成。 3-2 反应温度的选 择 存物 料 比 固 }I堇比和反 应 时问 变 的情 况 下 ，不 同反 应温 度 下[)皇一 rL? 1 表 2 不 同反应温度下的产物组成 厦 应温度 产物 组 台 (％ 从 实验结果 可以看 出反 应温 度应 控制 在 8o一 90℃ 之同时所得到的产物组成行合 3．5水硼 酸锌质 量标 准 反应温度过低 产 物为无定形的膏状物，晶 体生长 完全．过滤和洗 涤都十分困难。 玉3 液固比的选择 在物料比 变，温度、反应时间不变的情 况下，在 1000ml蒸 缩 水中 布 同投料 量 的 结果 如下 ： 、 表 3 100Oml蒸馏水 中不同投科量实验结果 1000m]燕馏水It|投料量 cg) 产钫蛆皿古量 (％) 从实验结果看反应物浓度过低褥币到低水硼 酸 锌，所 以悻系中硼酸的椎度很重要，硼酸选不到 一定 橄度就不可能生产合格 的 3．5水硼酸 锌。根据 实验 结果投料量的 比例为 ZnO：H BO ：水 =I：2．8：L0 2 为宜 如果投料量过火，物料浓度太高，将会给搅拌 带来 凼 雌 3,4 反应时间的选择 在 物料 比、温 度 、i!E固 比 变 的 情 况下 ． 同 的 反应时间实验结果如下： 表 4 不同反应 时间实验结果如下 反应时问 产钫组合古甘 (h) ZnO(％) B'。 (0／0) 从反 应结果看，反 应时 间需 达 到 12 h时 产 物 才琵合格 如果加人一定量的 3 5水硼酸锌做为晶 种 ，反应时问将有所降低 ，产物 的晶体结构 也较好． 这一点从过滤速度快，易于洗 涤和干燥上 能得到证 实，如在工业性生产 上使 用母液投料时就可解 决．因 为在母液中存在一定数量的硼酸锌。 35 产物分析 产物的化学分析采 用盐酸溶样 ，分 析 B O，时先 用 N如Cn 馓沉淀剂除去锌，用甘露醇 强化硼 酸 再 r1 NaOH 液；j弩定。分析 Z『lO时取 盐酸溶好 的 试样，以乙二胺四乙醴钠进行滴定，化学分析结果 如 下 ： 表 5 3．5木硼醮锌分析结果 产品经 X一射线衍射分析(见 图 1)与文献报道 一 致，经差 热分 析 (见 幽 2)存 600℃ 前 失去结晶 水 】3_8％．与文献报道一致，失结晶水温度存 300℃ 以 图 1 X一射线衍射图谱 《化学工程师))3／1995(总第 48期) 川V ● 几 肌 ● ¨===一 ● ● ^ 、 1 ●● ¨¨¨¨¨¨ 二=_ ， 维普资讯 http://www.cqvip.com 技术开发 抗 流 失 性 木 材 阻 燃 剂 研 究 (III) STUDY ON LEACH RES TANCE FLAM E RErARDANT FOR WOOD(1ID ( ．r 丁 S堡~ t z丫" 赵 珠 粱子丰 赵荚壁 N cyan N。。’h ∞ 眦 m guan ine (c}D G)．hyd∞)cy一 u髓 [HMV)and dhhydro~／methyl um (DHMU)were sWnth~ized．The wood t蝴 rumples Ⅵ矗 tTca,~xl 响 h an aqu吣us so]utiom of C1-1MG or 1-LM U 0r DHMU and mela~'ne洲 A)and p} ho acid(PA)Or d~mmonlum phos- phate(DAP)The leach r~ tanceⅦlue of the flame蜮 a，damt was de．mined 台墟了 N一氰基 一 ～羟 甲基艇 (CHMG)、羟甲基辟 (}蹦 u)和取羟 甲 塞脉[DHMU)．用CEMG或 HMU或DHMU和寄胺(MA)及磷1啦(PA)或 磷瞅氧二 绪(DAF)复配的融燃村球格离姓理 了丰甘．涮定 了舡赫】；I的抗撩摄 僵 ． 木材足一种性能优 良的天然高分 子材料 ，应 用 在建筑 交通运输、包装等各行 业 但术材易燃 美 国、日本 西欧等国早 巳经实现了木材阻燃处理 的工 业化 避免或减少阻燃剂 的讹失垦木材阻燃 研究的 一 个重要发 展方 向。用不 同的无机盐先后 浸注 木 材 ，可在木材内部形成 不藩性 化台精．用氨源同 甲醛 及磷化精处理木材，可在木材 内形成氨基树 脂型 木 材阻燃剂，它们都有较好的 抗流失性 。我们 首先用 氮源：双氰胺(DCA1尿幕分别合成发 N一氰基 一N 一 羟 甲基胍 (}Ⅱ“G)，单羟甲基腺 (}Ⅱ“U)和双羟 甲 4 结论 样 品用 80℃ 术 20min处理三搬 田 2 差热分析图谱 裹 6 3．5水硼酸锌台成工艺条件 《化学工程师》 1995(总第 鹅 期) 此种工艺 路线 单，无三废排 艘，操 作 条 件 苘 便。尤其是在投料顺序上，先投 ^ ZnO 搅拌均后， 分二次投^硼酸 在工 业生 产斗，母 藏中始终保 持 15％ 左右的硼酸浓度，控制好洗水用量，可使整个生 产系坑维持平衡运转 5 问与讨论 在 ZIo 投^后，是香加^一定量 的表面括性 剂 祷 进一步研究安 锆，从 论 七看表面 活性剂的加^ 有利于 ZnO在水系中的分散，也有利 于产品 的干燥 和 粉碎 。 为了降低产品成本，原料 ZnO，H B0'是否可采 用纯座低的工业品 r选到 9D％)也需进 一步 实娃 ．尤 其是j匝需进行应用实验。 ‘ 参 考 文 献 l B P I 848 900 2 B P 】52B 715 3 Jc~c／t,b．Ddot c}m and[nd．1976(7)：3]2 4 张允升等 无机盐工 业，19~80)；13 5 周卫平等 无机盐工 业．~98s(3} 17 维普资讯 http://www.cqvip.com