[发明专利]一种有机酸修饰的硼酸锌

说明书

技术领域：

本发明涉及一种硼酸锌的制备方法，尤其涉及一种有机酸修饰的硼酸锌制备方法。

背景技术：

文献中报道过的硼酸锌大多为水合硼酸锌，水合硼酸锌是一种新型的无机阻燃剂，其中应用最广泛的是2335型低水硼酸锌，确认其分子式应为2ZnO·3B₂O₃·3H₂O。水合硼酸锌作为各种聚合物的阻燃剂和防烟剂在工业上被广泛应用；在涂料的抗腐蚀颜料中亦有所应用，并且显示出其制霉和抑菌的性能。

目前已报道的硼酸锌制备方法主要有三种：1、以氧化锌和硼酸为原料合成硼酸锌，在水溶液中加热搅拌合成硼酸锌；2、以氢氧化锌和硼酸为原料合成硼酸锌。该方法需要现场制备氢氧化锌[GB1,348,900]；3、以硼砂和硫酸锌为原料在水溶液中加热搅拌合成硼酸锌。该方法反应过程中有两种副产物，所以分离工序比较繁杂[USP3,649,172]。

水合硼酸锌作为一种无机化合物，表面具有一定的亲水性，在有机介质中分散不均匀，相容性差，与高分子材料共混后，将导致有机高分子材料应用性能差、力学性能的下降。因此，对硼酸锌表面进行有机分子的改性，提高无机硼酸锌化合物与聚合物高分子材料的相容性，具有十分重要的意义。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明的目的主要是根据现有技术中的不足，提供一种活性高、分散效果好，生产工艺简单，具有亲油疏水性质的有机酸修饰的硼酸锌。为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种有机酸修饰的硼酸锌，其制备方法包括如下步骤：将氧化锌、硼酸和有机酸以1:1～3:0.01～1的摩尔比混合；加入一定量的去离子水和无水乙醇，调制成悬浊液；将悬浊液移入水热反应釜中，在120～160℃下，水热反应8～15小时；自然冷却后，过滤，洗涤，干燥。

去离子水的加入量通常为反应釜芯容积的60％～70％。

所述的有机酸为丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸或庚二酸。

为了得到更好的有机酸修饰的硼酸锌，优选的，在水热反应8～15小时后，将获得的产物在60～100℃温度下恒温3～5小时；降温至30～40℃后，过滤，用40℃～80℃的去离子水和无水乙醇分别洗涤后，并在80～120℃下烘干。

本发明的有益效果是：本发明，采用有机酸修饰硼酸锌，由于分子同时存在极性羧基和有机链，分子在具有一定的亲油疏水特性的同时也具有一定的配位结合能力，以此获得的有机酸修饰硼酸锌产品具有活性高，可以增强无机硼酸锌与聚合物分子之间界面的相互作用，使得有机酸修饰的硼酸锌样品能均匀地分散在聚合物中，改善聚合物的力学性能及产品外观，相对较纯无机硼酸锌而言，有机酸修饰的硼酸锌更适宜做为聚合物阻燃添加剂。同时，所得有机酸修饰的硼酸锌形貌规则、分散效果好。

本发明工艺易于控制，操作简单、制备周期短、生产成本低、能耗小、产品质量好，可以通过控制反应条件得到不同物相的有机酸修饰的硼酸锌。

具体实施方式：

实施例1：

分别称取0.16克(2mmol)氧化锌和0.37克(6mmol)硼酸和0.07克(1mmol)丙酸，混合后，加入6.00克水和1.00毫升无水乙醇，调制成悬浊液，转入反应釜密闭容器中于140℃反应8小时，自然冷却至室温后，过滤出反应产物，洗涤，烘干，得丙酸修饰的硼酸锌产品。扫描电镜图片显示形貌规则，长径比大，分散效果好。

实施例2：

分别称取0.16克(2mmol)氧化锌和0.30克(5mmol)硼酸和0.17克(2mmol)正丁酸，混合后，加入6.00克水和1.00毫升无水乙醇，调制成悬浊液，转入反应釜密闭容器中于140℃反应9小时，将获得的产物，在60～100℃温度下恒温3～5小时；将所得产物降温至30～40℃后，过滤，用40℃～80℃的去离子水和无水乙醇分别洗涤后，并在80～120℃下烘干。得正丁酸修饰的硼酸锌产品，扫描电镜图片显示形貌较好，分散效果好。

实施例3：