[发明专利]一种制备超细无水硼酸锌的方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂硼酸锌的制造方法，特别涉及一种制备超细无水硼酸锌的方法。

背景技术

硼酸锌属于膨胀系无机阻燃剂，目前已知的晶体构型大约有十余种，其中2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O型(简称2335型)硼酸锌晶体因具有较少的结晶水含量，以及较高的失结晶水温度点，而被作为硼系阻燃剂的代表被广泛应用。

许多塑料、橡胶在原料混合过程中需要高温，2335型硼酸锌的失结晶水温度约为290℃，显著优于其他市售水合硼酸锌。但随着塑料、橡胶、树脂等有机高分子材料的发展，某些工程塑料及特种橡胶制品需要在约300℃～400℃范围内，甚至更高温度下加工，这就需要具有更高失结晶水温度的硼酸锌。

国内外关于无水硼酸锌的研究报道很少，美国博拉克有限公司于1991年申请美国专利US 796289公开了化学式为4ZnO·B₂O₃·H₂O型及4ZnO·B₂O₃型的制备方法，并称此类硼酸锌的失结晶水温度点大约为415℃。该公司于1992年11月20申请了中国专利92113403.7号和后来分案的97102409.X号专利。由于其工艺流程的限制，生产周期过长，不利于在实际生产中推广应用。

发明内容

本发明的发明目的是为了提高目前市售硼酸锌失结晶水温度点较低，不能满足聚砜、聚酰胺、聚酮、多芳基化合物等高分子聚合物需要高加工温度而提出的。即提供一种无水硼酸锌制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

该制备超细无水硼酸锌的方法，其特征在于：该方法以纳米级硼酸锌和有机溶剂类物质为主要原料，经过如下步骤，制备无水硼酸锌晶体颗粒，

1)向纳米级硼酸锌超细粉末中加入2～4倍体积的有机溶剂类物质，混合均匀，所述有机溶剂类物质是醇类溶剂，

2)将1)中所述混合物放入真空旋转蒸发器中，加热至180～220℃，调整旋转速度，令有机溶剂类物质蒸发，

3)向2)中蒸发后残留的固体粉末中加入无水乙醇，搅拌均匀，

4)离心收获3)中固体粉末，80℃恒温干燥即得超细无水硼酸锌粉末。

其中：作为原料的纳米级硼酸锌是指粒径尺度在5～90nm之间的无定形硼酸锌颗粒；或者粒径尺度在5～90nm之间的近于无定形硼酸锌颗粒；或者经X-射线晶体衍射仪检测，其晶体结构与化学式为2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O的硼酸锌标准谱图相一致，且其一次粒平均粒径在20～90nm之间的超细硼酸锌。优选化学式为2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O的硼酸锌，且其一次粒平均粒径在10～60nm之间的纳米级2335型硼酸锌作为其原料。如果选用前期公开的中 国专利200710113285.X中公开的方法制造的硼酸锌，效果更加明显。

作为原料的有机溶剂类物质是指醇类溶剂，特别是：丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊二醇中的一种。

其中优选异丁醇作为原料。

本发明的有益技术效果是：生成无水硼酸锌的操作方法简便，易于在各种真空反应釜中实现。反应收率高，经热失重检测，其产物的失结晶水温点为498℃，能够满足高分子聚合物高加工温度的需要。无副产物，醇类溶剂及无水乙醇可完全回收，重复使用。与普通硼酸锌及中国专利97102409.X所述美国博拉克有限公司的相关产品相比，失结晶水温度点高，工艺简单，能够工业化大规模生产制造，具有明显的推广应用优势。

具体实施方式

下面给出具体的实施例，对本发明的方法进行详细说明。

实施例1

称取纳米级无定形硼酸锌100g，加入300ml异丁醇，搅拌混合均匀。将此混合物置于真空旋转蒸发器中，油浴条件下加热并保持恒温200℃。蒸发至固体粉末完全干燥。回收异丁醇并从真空旋转蒸发器中取出干燥的固体粉末。向此固体粉末中加入100ml无水乙醇，搅拌混合均匀，离心收获此固体粉末。将无水乙醇洗涤过的硼酸锌粉末在80℃恒温条件下干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉末。收率约95％。

实施例2