Molekulare Formel von Zinkborat

Zinkborat (Molekülformel von Zinkborat 2ZnO·3B2O3·3,5H2O), eine einzigartige Form von Zinkborat mit multifunktionalen feuerhemmenden Anwendungen in Kunststoff- und Gummimischungen. Da ZB2335 sein Hydratationswasser bei Temperaturen über 290 °C (554 °F) freisetzt, kann es in Systemen verwendet werden, die hohe Verarbeitungstemperaturen erfordern. Zinkborat (Molekülformel von Zinkborat 2ZnO·3B2O3·3,5H2O) hat einen Brechungsindex, der dem der meisten Polymersysteme ähnelt, was zur Beibehaltung einer beträchtlichen Transluzenz führt und die Verwendung einer geringen Pigmentbeladung ermöglicht. Es kann auf die gleiche Weise wie andere feste Polymeradditive Extrudern, Kalandern oder Spritzgussgeräten zugeführt werden. Es kann verwendet werden, um andere feuerhemmende Additive wie Antimonoxid teilweise (oder sogar vollständig) zu ersetzen

Molekulare Struktur und Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung: Am Beispiel von 3,5-Wasser-Zinkborat weist die Summenformel 2ZnO·3B₂O₃·3,5H₂O darauf hin, dass das Molekül aus Zinkoxid, Bortrioxid und kristallinem Wasser besteht. Zink sorgt für ein stabiles Metallgerüst, während Bor als Flammschutzmittel wirkt, indem es einen Film bildet, der Sauerstoff isoliert und brennbare Gase unterdrückt. Kristallines Wasser gibt bei hohen Temperaturen Wärme ab und senkt so die Verbrennungstemperatur.

Physikalische Form: Weißes kristallines Pulver oder amorphes Pulver, kleine Partikelgröße (durchschnittliche Partikelgröße 3–5 μm), geringes spezifisches Gewicht (2,67 g/cm³), lässt sich leicht gleichmäßig in Polymeren dispergieren, ohne die Materialfarbe und die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Thermische Stabilität: Kristallines Wasser ist unter 300 °C stabil, wird über 320 °C allmählich freigesetzt und bildet geschmolzenes Borat, das die Verbrennungsoberfläche bedeckt und eine „Sauerstoffbarriereschicht“ und eine „Kohlenstoffschicht“ bildet, um die Verbrennungskettenreaktion zu blockieren.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Anwendungsbereich

1. Kunststoffindustrie

Flammhemmende Modifikation: In Kunststoffen wie PVC, PE, PP, PA usw. ersetzt es herkömmliche halogenhaltige Flammschutzmittel (wie Antimontrioxid), um die Rauchtoxizität zu verringern.

Verstärkung der synergistischen Wirkung: Bei der Verbindung mit halogenfreien Flammschutzmitteln wie Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid entsteht ein synergistisches System aus „Metalloxid+Bor-System“, das den Sauerstoffindex (OI) des Materials verbessert und die Gesamtmenge der zugesetzten Flammschutzmittel reduziert.

2. Gummi und Elastomere

Gummiprodukte: Flammhemmende Formeln für Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, z. B. Gummidichtungsstreifen für Automobile und Isolierschichten für Drähte und Kabel. Durch die Zugabe von 5–10 % Zinkborat kann sich bei der Gummiverbrennung eine karbonisierte Schicht bilden, die eine Flammenausbreitung verhindert.

Aufrechterhaltung der mechanischen Leistung: Aufgrund seiner geringen Partikelgröße und guten Dispergierbarkeit hat es kaum Einfluss auf die Zugfestigkeit und Bruchdehnung von Gummi und eignet sich daher für industrielle Szenarien mit hoher Nachfrage.

3. Beschichtungen und Beschichtungen

Feuerfeste Beschichtung: Wird als Zusatzstoff in Stahlkonstruktionen, Holz- und Gebäudewandbeschichtungen verwendet, bildet bei hohen Temperaturen eine glasige Schutzschicht und verzögert die Erwärmung des Untergrunds. Beispielsweise kann durch die Zugabe von 15–20 % Zinkborat zu Acrylharzbeschichtungen eine Brandschutzklasse der Norm GB 12441-2018 erreicht werden.

Anti-Korrosions-Synergie: Die chemische Stabilität des Bor-Elements kann den Korrosionsschutz von Beschichtungen auf Metallsubstraten verbessern und eine doppelte Wirkung von „Flammschutz + Korrosionsschutz“ erzielen.

4. Andere Bereiche

Textilien und Papierherstellung: Wird im Nachbehandlungsprozess von flammhemmenden Teppichen, Vorhängen und anderen Stoffen verwendet oder direkt dem Zellstoff zugesetzt, um dem Material selbstverlöschende Eigenschaften zu verleihen.

Neue Energie und Elektronik: Wird als flammhemmende Füllstoffe in Lithiumbatterieseparatoren und elektronischen Verpackungsmaterialien verwendet, um die Brandgefahr durch Kurzschlüsse zu verringern.

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