专利名称：一种制备超细无水硼酸锌的方法
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2Zn0 3B203 3. 5H20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°C，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。C 400。C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 'BA *H20 型及4ZnO 8203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°C。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
2) 将1)中所述混合物放入真空旋转蒸发器中，加热至180~220 °C，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，8(TC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 3B203 3.5H20的硼酸锌标准谱图相一致，且其一次粒平均 粒径在20 90nrn之间的超细硼酸锌。优选化学式为 2ZnO *3B203 '3.5H20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°C，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。
具体实施例方式
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20(TC。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8(TC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
称取化学式为2ZnO 3B203 3.5H20的纳米级2335型硼酸锌 500g，加入1500ml正丁醇，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180°C。蒸发至固体粉 末完全干燥。回收正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500ml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。C恒温条件下 干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉末。收率约93%。
实施例3
称取纳米级2335型硼酸锌500g，加入1500ml异丙醇，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22(TC。蒸发至固体粉末完全干燥。回收异丙醇并从真空旋 转蒸发器中取出干燥的固体粉末。向此固体粉末中加入500ml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8(TC恒温条件下干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉 末。收率约92%。
实施例4
称取纳米级2335型硼酸锌500g，加入1500ml异戊二醇，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21(TC。蒸发至固体粉末完全干燥。回收异戊二醇并从真空旋 转蒸发器中取出干燥的固体粉末。向此固体粉末中加入500ml无水离心收获此固体粉末。将无水乙醇洗涤过的
硼酸锌粉末在8crc恒温条件下干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉
末。收率约90%。 实施例5
称取纳米级无定形硼酸锌100g，加入300ml丙醇，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 190°C。蒸发至固体粉末完全干燥。回收丙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8(TC恒温条件下干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉末。收率约 88%。
实施例6
称取纳米级2335型硼酸锌500g，加入1500ml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20(TC。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500ml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8(TC恒温条件下干燥，即可得到无水硼酸锌固体粉末。收率 约93%。
权利要求
1、一种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。
2、 按权利要求1所述方法，其特征在于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其晶体结构与化学 式为2ZnO 3B203 3.5H20的硼酸锌标准谱图相一致，且其一次 粒平均粒径在5 90nm之间的超细硼酸锌。
3、 按照权利要求1或2所述方法，其特征在于所说的纳米级 硼酸锌优先选择化学式为2ZnO 3B203 3.5H20的且其一次粒平 均粒径在10 60nrn之间的纳米级2335型硼酸锌。
4、 按权利要求1所述方法，其特征在于所说的有机溶剂类物 质是指丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊二醇中的一种。
5、按照权利要求1或4所述方法，其特征在于所说的有机溶 剂类物质优先选择异丁醇。
全文摘要
一种制备超细无水硼酸锌的方法，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；2.将1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。本发明的优点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，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。
文档编号C01B35/00GK101514002SQ200910014458
公开日2009年8月26日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者同 司, 甄曰菊 申请人:甄曰菊