Borato de zinc anhidroes un compuesto de borato de zinc sin agua cristalina, con la fórmula química 2zno · 3B2O3. A diferencia del borato de zinc hidratado común (como el borato de zinc de agua 3.5 de agua ZB-2335), el borato de zinc anhidro no tiene agua cristalina en su estructura, por lo tanto, tiene una mayor estabilidad térmica y química.
Las principales propiedades del borato de zinc anhidro incluyen:
Apariencia: polvo blanco o amarillo claro.
Densidad: aproximadamente 2.8 g/cm ³.
Punto de fusión: por encima de 980 ℃, con estabilidad térmica extremadamente alta.
Solubilidad: insoluble en agua y la mayoría de los solventes orgánicos, químicamente estables.
Estabilidad térmica: debido a la ausencia de agua cristalina, el borato de zinc anhidro no libera agua a altas temperaturas, lo que lo hace adecuado para entornos de procesamiento de alta temperatura.
La preparación de borato de zinc anhidro generalmente se lleva a cabo mediante los siguientes métodos:
①. Método de calcinación de alta temperatura: el borato de zinc hidratado (como el borato de zinc de agua 3.5) se calcina a alta temperatura para eliminar el agua del cristal y obtener el borato de zinc anhidro.
②. Método de síntesis directa: el borato de zinc anhidro se sintetiza directamente reaccionando el óxido de zinc (ZnO) y el ácido bórico (H3BO3) a alta temperatura.
El mecanismo de retardante de la llama del borato de zinc anhidro es similar al del borato de zinc hidratado, principalmente incluyendo los siguientes aspectos:
①. Efecto de cobertura: a alta temperatura, el borato de zinc anhidro se descompone para formar una película vidriosa B2O3, que cubre la superficie del material, aísla el oxígeno y el calor, y evita la propagación de la llama.
②. Inhibición de la reacción en cadena: en los materiales que contienen halógeno, el borato de zinc anhidro reacciona con compuestos de halógeno para generar Znx2 y Hx, capturando radicales libres generados durante la combustión e interrumpiendo la reacción de la cadena de combustión.
③. Estabilidad de alta temperatura: debido a la ausencia de agua cristalina, el borato de zinc anhidro puede mantener propiedades de retardantes de llama estables en entornos de alta temperatura, lo que lo hace adecuado para materiales de procesamiento de alta temperatura.
El borato de zinc anhidro se usa ampliamente en los siguientes campos debido a su alta estabilidad térmica y excelentes propiedades de retardantes de llama:
①. Plásticos de ingeniería de alta temperatura: en plásticos de ingeniería que requieren un procesamiento de alta temperatura (como poliamida, poliéster, etc.), el borato de zinc anhidro puede proporcionar propiedades de retardantes de llama estables.
②. Cerámica y materiales de vidrio: en esmaltes cerámicos y materiales de vidrio, el borato de zinc anhidro sirve como retardante y flujo de llama, lo que puede mejorar la estabilidad térmica y el retraso de la llama de los materiales.
③. Recubrimiento de fuego de fuego: el borato de zinc anhidro se usa en recubrimientos de fuego de fuego para proporcionar protección de retardante de llama de larga duración en entornos de alta temperatura.
④. Materiales electrónicos y eléctricos: en materiales electrónicos y eléctricos de alta temperatura, el borato de zinc anhidro puede mejorar el retraso de la llama y las propiedades eléctricas del material.
Ventajas:
Alta estabilidad térmica: libre de agua cristalina, adecuada para ambientes de alta temperatura.
Amable ambiental y no tóxico: cumple con los requisitos de la química verde y es amigable con el medio ambiente.
Multifuncionalidad: combina funciones como el retraso de la llama, la supresión de humo y el rendimiento mejorado del material.
Limitaciones:
Alto costo: el proceso de preparación es complejo y el costo de producción es alto.
Altos requisitos de dispersión: se requiere una dispersión uniforme en el material, de lo contrario, puede afectar el efecto de retardante de la llama.
En el futuro, la investigación sobre el borato de zinc anhidro se centrará en las siguientes direcciones:
①. Nanotecnología: Mejora de la dispersión y la eficiencia de retardantes de la llama a través de la nanotecnología.
②. Materiales compuestos múltiples: desarrollar nuevos materiales compuestos que combinen retraso de llama, refuerzo, antibacterianos y otras funciones.
③. Proceso de producción verde: optimizar los procesos de producción, reducir los costos y minimizar el impacto ambiental.
Borato de zinc anhidroes un retardante de llama sin halógeno de alto rendimiento con amplias perspectivas de aplicación en plásticos de ingeniería de alta temperatura, cerámica, recubrimientos resistentes al fuego y otros campos debido a su alta estabilidad térmica, amabilidad ambiental y multifuncionalidad. A través de la innovación tecnológica y la optimización de procesos, el borato de zinc anhidro desempeñará un papel más importante en el campo de los materiales retardantes de llama en el futuro.
