Kẽm boratlà chất chống cháy ngọn lửa không phải là thân thiện với môi trường, đặc trưng bởi không độc tính, độ hòa tan trong nước thấp, độ ổn định nhiệt cao, kích thước hạt nhỏ và khả năng phân tán tốt. Với việc áp dụng rộng rãi các loại nhựa kỹ thuật trong các lĩnh vực như ô tô, điện tử và xây dựng, nhu cầu về các đặc tính chống cháy của vật liệu đang tăng lên từng ngày. Kẽm Borat đã trở thành một chất làm chậm ngọn lửa quan trọng trong nhựa kỹ thuật do tính chất chống cháy và đặc điểm môi trường tuyệt vời của nó.
Thành phần hóa học của kẽm borat là XZNO · YB2O3 · ZH2O, và giống chung là 3,5 borat kẽm nước (ZB-2335). Tính chất vật lý của nó bao gồm xuất hiện bột màu trắng hoặc vàng, kích thước hạt 3-5 micron, trọng lượng riêng khoảng 2,67 g/cm và điểm nóng chảy khoảng 980. Về mặt tính chất hóa học, kẽm borat không hòa tan trong nước, có độ ổn định nhiệt cao và mất kết tinh ở nhiệt độ trên 320.
Cơ chế chống cháy của kẽm borat chủ yếu bao gồm:
Hiệu ứng hấp thụ nhiệt: Giải phóng nước tinh thể ở nhiệt độ cao, hấp thụ một lượng lớn nhiệt và làm giảm nhiệt độ bề mặt của vật liệu.
Chức năng bao phủ: Phân hủy thành một màng thủy tinh B2O3, bao phủ bề mặt của vật liệu và phân lập oxy và nhiệt.
Ức chế phản ứng chuỗi: Phản ứng với các hợp chất halogen để tạo ra ZnX2 và HX, nắm bắt các gốc tự do và làm gián đoạn phản ứng chuỗi đốt.
Polyvinyl clorua (PVC): Trong PVC cứng, kẽm borat có thể thay thế hoàn toàn oxit antimon, đạt được các hiệu ứng chống cháy tương tự trong khi làm giảm đáng kể mật độ khói. Kết hợp với antimon oxit trong PVC mềm có thể cải thiện khả năng trì hoãn ngọn lửa.
②polypropylen (PP) và polyetylen (PE): Việc sử dụng hiệp đồng của chất chống cháy không chứa halogen như kẽm borat và magiê hydroxit có thể cải thiện độ trễ ngọn lửa và giảm tạo khói.
Nhựa polyamide và epoxy gia cố: Trong các loại nhựa kỹ thuật hiệu suất cao này, kẽm borat đóng vai trò là chất phụ gia đa chức năng không chỉ tăng cường độ trễ của ngọn lửa mà còn cải thiện tính chất cơ học và điện của vật liệu.
Thuận lợi:
Thân thiện với môi trường và không độc hại, đáp ứng các yêu cầu của hóa học xanh.
Hiệu ứng hiệp đồng với nhiều chất chống cháy để tăng cường độ trễ ngọn lửa.
Đa chức năng, với các đặc điểm như độ trễ ngọn lửa, ức chế khói và kháng ăn mòn.
Hạn chế:
Hiệu quả của việc sử dụng nó một mình trong PVC mềm là kém, và nó cần được kết hợp với các chất chống cháy khác.
Chi phí tương đối cao, có thể làm tăng chi phí sản xuất của vật liệu.
Trong tương lai, nghiên cứu về chất phát triển ngọn lửa kẽm sẽ tập trung vào các hướng sau:
①nanotech: cải thiện khả năng phân tán và hiệu quả chống cháy thông qua công nghệ nano.
Vật liệu tổng hợp chức năng multi: Phát triển các vật liệu composite mới kết hợp độ trễ ngọn lửa, củng cố, kháng khuẩn và các chức năng khác.
Quy trình sản xuất cao hơn: Tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí và giảm thiểu tác động môi trường.
Kẽm borat Chất chậm phát triểnCó một loạt các triển vọng ứng dụng trong nhựa kỹ thuật do tính chất chống cháy và đặc điểm môi trường tuyệt vời của nó. Thông qua đổi mới công nghệ và tối ưu hóa quá trình, kẽm borat sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn trong lĩnh vực vật liệu chống cháy trong tương lai.
