硼酸锌的制备技术

1)硼酸-氢氧化锌法

2Zn(OH)2+6h3bo 3 = 2 ZnO 3b2o 3·3·5h2o+7·5h2o

该方法是将硼酸和氢氧化锌按一定比例放入反应器中，控制固液比在90-100℃下反应5-7小时。该路线的优点是产品单一，无三废，硼酸利用率高。这种方法的缺点是需要现场制备所需的氢氧化锌，因此不可避免地会产生副产物和废水。

2)硼酸-氧化锌法

2 ZnO+6h3bo 3 = 2 ZnO 3b2o 3·3·5h2o+5·5h2o

该方法的制备条件与硼酸-氢氧化锌法相似，省去了硼酸-氢氧化锌法带来的麻烦。它具有工艺简单，工序少，产品单一，母液可直接循环使用的优点。但是这种方法中硼酸和氧化锌的价格都比较高，所以成本比较高。

硼酸锌盐法

美国硼砂化工公司报道，该专利有10多条原料路线，以下是其中一条比较常用的路线。

3.5 znso 4+3.5 na 2 B4 o 7+0.5 ZnO+10H2O = 2(2 ZnO 3b2o 3 3.5 H2O)+3.5 na2so 4+2h3bo 3

该方法中原料硼砂和锌盐易得，成本低，在粒径控制上有一定优势。但这种方法的缺点是反应条件苛刻。硼砂是强碱弱酸盐，使体系溶液呈碱性，锌以氢氧化锌微溶的形式存在，减缓了复分解反应，延长了反应时间，一定程度上增加了能耗和产品成本。此外，该方法产生硼酸和硫酸钠两种副产物，需要分离，母液可以循环使用，处理过程相当复杂。硼酸锌阻燃剂粉体粒径过大时，在基料中的分散不理想，添加量较高时，材料的使用性能会变差。为了提高硼酸锌在基体树脂中的分散性，必须使其粒径更小，粒径分布更窄。因此，阻燃剂的精细化甚至纳米化，不仅可以增加阻燃剂与材料的接触面以提高相容性，还可以减少阻燃剂的用量。国外硼酸锌的合成和应用已达到一定水平。1990报道的美国硼砂公司硼酸锌新产品，平均粒度为2-4微米；1992年，硼砂公司报道了硼酸锌新产品，其脱水温度为413℃(比标准硼酸锌高约110℃)，因此可用于加工聚酮、砜、聚醚酰亚胺等温度极高的工程塑料。

我国生产的硼酸锌粒度一般为2-8微米，达不到国外水平，因此对超细硼酸锌的研究日益重要。

在武汉大学，将氧化锌和硼酸混合均匀，摩尔比为1:3，加入到反应容器中，加水量为氧化锌和硼酸总质量的0.01%-60.00%，搅拌制成流变液，放入密闭容器中，在60-100℃保温6-12。该方法的制备过程无需过滤或水洗，反应收率高。

胡发明了一种固态反应制备纳米硼酸锌的方法。将氧化锌和硼酸分别研磨至微米级，然后按一定比例加入1%-5%的表面活性剂或偶联剂，再进行球磨或真空球磨，最终得到纳米硼酸锌。

也有人研究了水热法制备形貌可控的颗粒状、棒状和针状硼酸锌，以及溶剂热改性硼酸锌，都获得了改性良好的产品。

高温固相反应制备硼酸锌

高温固相反应制备硼酸锌的研究较少。高温固相反应制备的硼酸锌不含结晶水，阻燃效果可能会下降，但根据硼酸盐的阻燃机理，应该还是有一定的阻燃效果的。HubertHuppertz等人发现，在高温或高压下，ZnO-B2O3体系中存在四种或五种不同结构的硼酸锌，即α-ZnB4O7、偏硼酸锌Zn4O(BO2)6或ZnB2O4、Zn3(BO3)2或Zn5B4O11、ZnB6o68。

国外对高温固相反应制备硼酸锌的研究较早。90年代初日本有专利报道平均粒径≤0.1微米的1摩尔氧化锌(氢氧化锌、碳酸锌或活性锌)与1.0-1.5摩尔硼酸或三氧化二硼在700-900℃反应65438，