CN101239725A - 一种纳米级硼酸钙及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米级硼酸钙及其用途。本发明采用向高压釜中按照32∶1∶4的摩尔比加入硼酸、硼砂和氧化钙，再加入蒸馏水160～200ml使反应物的pH值达到5～6，反应釜的填充度在0.50～0.75之间，在密闭条件下使反应在230～245℃下进行3～4小时，将产物移至烧杯，加满蒸馏水静置后倒去上部澄清液，如此反复洗涤至pH值达到中性后干燥，即得到产品。该产品单根纳米线晶体宽度为90nm～110nm，长度大于1μm，化学式为：2CaO·3B2O3·H2O。纳米级硼酸钙可添加于聚合物体系中，用于橡胶、尼龙、塑料、油漆、玻璃钢、涂料、纸张等行业的阻燃。
Description
技术领域
本发明涉及一种硼酸盐化合物，特别是一种可作为阻燃剂的纳米级硼钙化合物。
背景技术
近年来，随着人们对保护生态和环境意识的增强，以绿色为标志的产品应运而生，这种绿色产品浪潮对传统的阻燃材料提出了挑战，特别是以多溴二苯醚为代表的卤素阻燃剂因毒性和腐蚀性问题而受到严峻挑战。阻燃剂的无卤化、无毒化、复合化和抑烟化已成为21世纪阻燃剂的发展趋势。硼酸钙由于没有毒性和自身的优良特性，在阻燃剂行业越来越受到重视。美国专利US6096816报道了用颗粒尺寸在3.3～7.3微米之间的水合硼酸钙作阻燃剂，并以EVA为基材，利用热交联阻燃组合物的方法，制备出具有良好阻燃性的产品，点燃后不产生阴燃且形成无毒不燃烧的无机炭。大量研究说明，纳米复合材料的性能比其相应的宏观或微米级复合材料均有较大的改善，其中材料的热稳定性和阻燃性能也会较大幅度的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可用来作为阻燃剂的纳米级硼酸钙。
为解决上述技术问题，本发明利用水热反应研制了一种纳米级硼酸钙，其特征在于单根纳米线晶体宽度为90nm～110nm，长度大于1μm，化学式为：2CaO·3B2O3·H2O。
制备上述纳米级硼酸钙的方法是：向高压釜中按照32∶1∶4的摩尔比加入硼酸、硼砂和氧化钙，再加入蒸馏水160～200ml使反应物的pH值达到5～6，在密闭条件下使反应在230～245℃下进行3～4小时，将产物移至烧杯，加满蒸馏水静置后倒去上部澄清液，如此反复洗涤至pH值达到中性后干燥，即得到产物，反应釜的填充度在0.50～0.75之间。本反应机理是：随着反应温度的提高，在接近但未达到(234±2)℃时，形成2CaO·5B2O3·5H2O和4CaO·5B2O37H2O混合物。这两种化合物的阴离子基团是含(OH)基的5个硼原子的双六元环，将其阴离子基团的离子化学通式写成[B5O6+a(OH)b](2a+b+3)-，当温度达到或超过234℃时，含硼酸的热水体系溶解和破坏[B5O6+a(OH)b](2a+b+3)-，其溶解过程为：
[B5O6+a(OH)b](2a+b-3)-+(a+6)H2O＝(8-2a-b)B(OH)3+(2a+b-3)B(OH)4 -故在240℃下，含高硼酸浓度溶液中的B5O8(OH)2-发生解聚，经过如下反应：
B3O5(OH)2-+Ca2+＝CaB3O5(OH)↓
最终合成了CaB3O5(OH)，即化学式为：2CaO·3B2O3·H2O。
纳米级硼酸钙添加于聚合物体系中，用于橡胶、尼龙、塑料、油漆、玻璃钢、涂料、纸张等行业的阻燃。
硼酸钙纳米复合材料作为复合阻燃使用的原理是，将纳米硼酸钙分散在聚合物基体中，行成纳米尺寸的结构微区，其线间距一般在零点几到几个纳米，它们不仅可以让聚合物插入纳米尺寸的夹层空间中，形成“插线型纳米复合材料”，而且，无机夹层还会被聚合物撑开形成长径比很大的聚合状无机物，均匀地分散在聚合物的基体中，形成“线离型纳米复合材料”。利用此特性，形成的无机/聚合物纳米复合材料，在热分解和燃烧过程中，能形成炭及无机盐多层结构，起到隔热及阻止可燃气体逸出的作用，使高聚物得以阻燃。
将硼酸钙阻燃剂颗粒纳米化，添加于聚合物体系中，形成无机/有机纳米复合材料，从而提高其阻燃性能；对其进行表面改性，可以减少对聚合物的机械力学性能的影响。本发明采用水热法制备纳米硼酸钙制得的粉体粒度分布窄，团聚程度低，成分纯净，而且制备过程污染小、成本低，顺应了世界阻燃剂市场的发展潮流，必将对我国阻燃剂的生产及应用产生积极的影响。
本发明提供的纳米级硼酸钙还可以应用在纳米级玻璃纤维中，其在绝热、吸音、过滤、增强、摩擦材料等领域有良好的应用前景。
附图说明
图1是，对本发明制备的纳米线硼酸钙放大10000倍的场发射扫描电镜照片。
具体实施例
在容积为0.5L、最高工作压力12MPa、搅拌速度0～1000r/min的高压釜中，加入0.8mol硼酸、0.025mol硼砂、0.1mol氧化钙，再加入蒸馏水180ml，调节反应物pH值达到5～6，密封高压釜在240℃下恒温3小时后将产物移至烧杯，加满蒸馏水静置后倒去上部澄清液，如此反复洗涤至pH值达到中性后，放入烘箱内在60℃左右温度下干燥4小时，即得到产物。
采用日本电子公司生产的JSM-6700F场发射扫描电镜对上述实施例中的产物的微观形貌、粒度大小进行表征。测试条件：拍摄模式为LEI，电压5kV。
Claims (3)
1、一种纳米级硼酸钙，其特征在于单根纳米线晶体宽度为90nm～110nm，长度大于1μm，化学式为：2CaO·3B2O3·H2O。
2、按权利要求1所述的纳米级硼酸钙的制造方法，其特征在于向高压釜中按照32∶1∶4的摩尔比加入硼酸、硼砂和氧化钙，再加入蒸馏水160～200ml使反应物的pH值达到5～6，在密闭条件下使反应在230～245℃下进行3～4小时，将产物移至烧杯，加满蒸馏水静置后倒去上部澄清液，如此反复洗涤至pH值达到中性后干燥。
3、权利要求1所述的纳米级硼酸钙添加于聚合物体系中，用于橡胶、尼龙、塑料、油漆、玻璃钢、涂料、纸张等行业的阻燃。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102131315A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-07-20 | 施吉承 | 电热膜发热管电极溶液配方 |
| CN105821476A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-03 | 曲阜师范大学 | 一种高长径比水合及无水硼酸钙纳米晶须的温和水热-热转化合成方法 |
| CN106939166A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-11 | 陕西师范大学 | 一种2CaO·B2O3·H2O/Mg(OH)2纳米复合阻燃剂 |
| CN107353909A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-17 | 陕西师范大学 | CaO·4B2O3·2H2O/SiO2纳米复合阻燃剂及其制备方法 |
| CN115558290A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-03 | 上海中镭新材料科技有限公司 | 一种无卤阻燃玻纤增强尼龙材料及其制备方法和应用 |
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2008
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102131315A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-07-20 | 施吉承 | 电热膜发热管电极溶液配方 |
| CN102131315B (zh) * | 2010-09-28 | 2013-03-06 | 施吉承 | 电热膜发热管电极溶液 |
| CN105821476A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-03 | 曲阜师范大学 | 一种高长径比水合及无水硼酸钙纳米晶须的温和水热-热转化合成方法 |
| CN105821476B (zh) * | 2016-05-09 | 2018-11-02 | 曲阜师范大学 | 一种高长径比水合及无水硼酸钙纳米晶须的温和水热-热转化合成方法 |
| CN106939166A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-11 | 陕西师范大学 | 一种2CaO·B2O3·H2O/Mg(OH)2纳米复合阻燃剂 |
| CN107353909A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-17 | 陕西师范大学 | CaO·4B2O3·2H2O/SiO2纳米复合阻燃剂及其制备方法 |
| CN115558290A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-03 | 上海中镭新材料科技有限公司 | 一种无卤阻燃玻纤增强尼龙材料及其制备方法和应用 |
| CN115558290B (zh) * | 2022-11-10 | 2023-08-22 | 上海中镭新材料科技有限公司 | 一种无卤阻燃玻纤增强尼龙材料及其制备方法和应用 |
| WO2024098807A1 (zh) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | 上海中镭新材料科技有限公司 | 一种无卤阻燃玻纤增强尼龙材料及其制备方法和应用 |
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