專利名稱：一種制備超細(xì)無(wú)水硼酸鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于阻燃劑硼酸鋅的制造方法，特別涉及一種制備超細(xì)無(wú) 水硼酸鋅的方法。
背景技術(shù)：
硼酸鋅屬于膨脹系無(wú)機(jī)阻燃劑，目前已知的晶體構(gòu)型大約有十
余種，其中2Zn0 3B203 3. 5H20型(簡(jiǎn)稱2335型)硼酸鋅晶體因 具有較少的結(jié)晶水含量，以及較高的失結(jié)晶水溫度點(diǎn)，而被作為硼 系阻燃劑的代表被廣泛應(yīng)用。
許多塑料、橡膠在原料混合過(guò)程中需要高溫，2335型硼酸鋅的 失結(jié)晶水溫度約為290°C，顯著優(yōu)于其他市售水合硼酸鋅。但隨著
塑料、橡膠、樹脂等有機(jī)高分子材料的發(fā)展，某些工程塑料及特種 橡膠制品需要在約300。C 400。C范圍內(nèi)，甚至更高溫度下加工，這
就需要具有更高失結(jié)晶水溫度的硼酸鋅。
國(guó)內(nèi)外關(guān)于無(wú)水硼酸鋅的研究報(bào)道很少，美國(guó)博拉克有限公司 于1991年申請(qǐng)美國(guó)專利US 796289公開了化學(xué)式為4ZnO 'BA *H20 型及4ZnO 8203型的制備方法，并稱此類硼酸鋅的失結(jié)晶水溫度點(diǎn) 大約為415°C。該公司于1992年11月20申請(qǐng)了中國(guó)專利 92113403.7號(hào)和后來(lái)分案的97102409. X號(hào)專利。由于其工藝流的限制，生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，不利于在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是為了提高目前市售硼酸鋅失結(jié)晶水溫度 點(diǎn)較低，不能滿足聚砜、聚酰胺、聚酮、多芳基化合物等高分子聚 合物需要高加工溫度而提出的。即提供一種無(wú)水硼酸鋅制備方法。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
該制備超細(xì)無(wú)水硼酸鋅的方法，其特征在于該方法以納米級(jí)
硼酸鋅和有機(jī)溶劑類物質(zhì)為主要原料，經(jīng)過(guò)如下步驟，制備無(wú)水硼
酸鋅晶體顆粒
1 )向納米級(jí)硼酸鋅超細(xì)粉末中加入2 4倍體積的有機(jī)溶劑類物 質(zhì)，混合均勻
2) 將1)中所述混合物放入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，加熱至180~220 °C，調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度，令有機(jī)溶劑類物質(zhì)蒸發(fā)
3) 向2)中蒸發(fā)后殘留的固體粉末中加入無(wú)水乙醇，攪拌均勻
4) 離心收獲3)中固體粉末，8(TC恒溫干燥即得超細(xì)無(wú)水硼酸 鋅粉末。
其中作為原料的納米級(jí)硼酸鋅是指粒徑尺度在5~90nm之間的 無(wú)定形硼酸鋅顆粒；或者粒徑尺度在5~90nm之間的近于無(wú)定形硼 酸鋅顆粒；或者經(jīng)X-射線晶體衍射儀檢測(cè)，其晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)式為 2ZnO 3B203 3.5H20的硼酸鋅標(biāo)準(zhǔn)譜圖相一致，且其一次粒平均 粒徑在20 90nrn之間的超細(xì)硼酸鋅。優(yōu)選化學(xué)式為 2ZnO *3B203 '3.5H20的硼酸鋅，且其一次粒平均粒徑在10 60nm之間的納米級(jí)2335型硼酸鋅作為其原料。如果選用前期公開的中 國(guó)專利200710113285.X中公開的方法制造的硼酸鋅，效果更加 明顯。
作為原料的有機(jī)溶劑類物質(zhì)是指醇類溶劑，特別是丙醇、異 丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊二醇中的一種。
其中優(yōu)選異丁醇作為原料。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是；生成無(wú)水硼酸鋅的操作方法簡(jiǎn)便， 易于在各種真空反應(yīng)釜中實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)收率高，經(jīng)熱失重檢測(cè)，其產(chǎn) 物的失結(jié)晶水溫點(diǎn)為498°C，能夠滿足高分子聚合物高加工溫度的 需要。無(wú)副產(chǎn)物，醇類溶劑及無(wú)水乙醇可完全回收，重復(fù)使用。與 普通硼酸鋅及中國(guó)專利97102409. X所述美國(guó)博拉克有限公司的相 關(guān)產(chǎn)品相比，失結(jié)晶水溫度點(diǎn)高，工藝簡(jiǎn)單，能夠工業(yè)化大規(guī)模生 產(chǎn)制造，具有明顯的推廣應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施例方式
下面給出具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例1
稱取納米級(jí)無(wú)定形硼酸鋅100g，加入300ml異丁醇，攪拌混合 均勻。將此混合物置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保持 恒溫20(TC。蒸發(fā)至固體粉末完全干燥?；厥债惗〈疾恼婵招D(zhuǎn) 蒸發(fā)器中取出干燥的固體粉末。向此固體粉末中加入100ml無(wú)水乙 醇，攪拌混合均勻，離心收獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的硼 酸鋅粉末在8(TC恒溫條件下干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉末。收率約95%。 實(shí)施例2
稱取化學(xué)式為2ZnO 3B203 3.5H20的納米級(jí)2335型硼酸鋅 500g，加入1500ml正丁醇，攪拌混合均勻。將此混合物置于真空 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保持恒溫180°C。蒸發(fā)至固體粉 末完全干燥。回收正丁醇并從真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中取出干燥的固體粉 末。向此固體粉末中加入500ml無(wú)水乙醇，攪拌混合均勻，離心收 獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的硼酸鋅粉末在80。C恒溫條件下 干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉末。收率約93%。
實(shí)施例3
稱取納米級(jí)2335型硼酸鋅500g，加入1500ml異丙醇，攪拌混 合均勻。將此混合物置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保 持恒溫22(TC。蒸發(fā)至固體粉末完全干燥。回收異丙醇并從真空旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中取出干燥的固體粉末。向此固體粉末中加入500ml無(wú)水 乙醇，攪拌混合均勻，離心收獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的 硼酸鋅粉末在8(TC恒溫條件下干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉 末。收率約92%。
實(shí)施例4
稱取納米級(jí)2335型硼酸鋅500g，加入1500ml異戊二醇，攪拌混合 均勻。將此混合物置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保持 恒溫21(TC。蒸發(fā)至固體粉末完全干燥?；厥债愇於疾恼婵招?轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中取出干燥的固體粉末。向此固體粉末中加入500ml無(wú)水離心收獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的
硼酸鋅粉末在8crc恒溫條件下干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉
末。收率約90%。 實(shí)施例5
稱取納米級(jí)無(wú)定形硼酸鋅100g，加入300ml丙醇，攪拌混合均勻。 將此混合物置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保持恒溫 190°C。蒸發(fā)至固體粉末完全干燥?；厥毡疾恼婵招D(zhuǎn)蒸發(fā)器 中取出干燥的固體粉末。向此固體粉末中加入100ml無(wú)水乙醇，攪 拌混合均勻，離心收獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的硼酸鋅粉 末在8(TC恒溫條件下干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉末。收率約 88%。
實(shí)施例6
稱取納米級(jí)2335型硼酸鋅500g，加入1500ml異丁醇，攪拌混合均 勻。將此混合物置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，油浴條件下加熱并保持恒 溫20(TC。蒸發(fā)至固體粉末完全干燥?；厥债惗〈疾恼婵招D(zhuǎn)蒸 發(fā)器中取出干燥的固體粉末。向此固體粉末中加入500ml無(wú)水乙醇， 攪拌混合均勻，離心收獲此固體粉末。將無(wú)水乙醇洗滌過(guò)的硼酸鋅 粉末在8(TC恒溫條件下干燥，即可得到無(wú)水硼酸鋅固體粉末。收率 約93%。
權(quán)利要求
1、一種制備超細(xì)無(wú)水硼酸鋅的方法，其特征在于該方法以納米級(jí)硼酸鋅和有機(jī)溶劑類物質(zhì)為主要原料，經(jīng)過(guò)如下步驟，制備無(wú)水硼酸鋅晶體顆粒1)向納米級(jí)硼酸鋅超細(xì)粉末中加入2～4倍體積的有機(jī)溶劑類物質(zhì)，混合均勻2)將1)中所述混合物放入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，加熱至180～220℃，調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度，令有機(jī)溶劑類物質(zhì)蒸發(fā)3)向2)中蒸發(fā)后殘留的固體粉末中加入無(wú)水乙醇，攪拌均勻4)離心收獲3)中固體粉末，80℃恒溫干燥即得超細(xì)無(wú)水硼酸鋅粉末。
2、 按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于作為原料的納米級(jí)硼 酸鋅是指粒徑尺度在5 90nm之間的無(wú)定形硼酸鋅顆粒或者粒徑尺 度在5 90nm之間的近于無(wú)定形硼酸鋅顆?；蛘咂渚w結(jié)構(gòu)與化學(xué) 式為2ZnO 3B203 3.5H20的硼酸鋅標(biāo)準(zhǔn)譜圖相一致，且其一次 粒平均粒徑在5 90nm之間的超細(xì)硼酸鋅。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于所說(shuō)的納米級(jí) 硼酸鋅優(yōu)先選擇化學(xué)式為2ZnO 3B203 3.5H20的且其一次粒平 均粒徑在10 60nrn之間的納米級(jí)2335型硼酸鋅。
4、 按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所說(shuō)的有機(jī)溶劑類物 質(zhì)是指丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊二醇中的一種。
5、按照權(quán)利要求1或4所述方法，其特征在于所說(shuō)的有機(jī)溶 劑類物質(zhì)優(yōu)先選擇異丁醇。
全文摘要
一種制備超細(xì)無(wú)水硼酸鋅的方法，該方法以納米級(jí)硼酸鋅和有機(jī)溶劑類物質(zhì)為主要原料，經(jīng)過(guò)如下步驟，制備無(wú)水硼酸鋅晶體顆粒。1.向納米級(jí)硼酸鋅超細(xì)粉末中加入2～4倍體積的有機(jī)溶劑類物質(zhì)；2.將1所述混合物放入真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，加熱至180～220℃，調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度，令有機(jī)溶劑類物質(zhì)蒸發(fā)；3.向2中蒸發(fā)后殘留的固體粉末加入無(wú)水乙醇，攪拌均勻；4.離心收獲3中固體粉末，80℃恒溫干燥即得超細(xì)無(wú)水硼酸鋅粉末。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是生成無(wú)水硼酸鋅的操作方法簡(jiǎn)便，易于在各種真空反應(yīng)釜中實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)收率高，產(chǎn)物的失結(jié)晶水溫點(diǎn)為498℃，能夠滿足高分子聚合物高加工溫度的需要。無(wú)副產(chǎn)物，醇類溶劑及無(wú)水乙醇可完全回收，重復(fù)使用。
文檔編號(hào)C01B35/00GK101514002SQ200910014458
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者同 司, 甄曰菊 申請(qǐng)人:甄曰菊