高硼硼酸钙在玻纤行业中的应用

在当今玻璃纤维行业中，E玻璃作为主要的拉丝原料，占世界总用量的70%以上，它的优良拉丝作业性能已被行业公认。可是某些原料在其用量达到一定高度时就会出现一些制约因素。所以研究或推荐应用一些新品种也成为人们关注的焦点。比如可以使用硬硼酸钙石将E玻璃的硼含量控制在10%以下。而硬硼酸石多产自美国和土耳其。为了改善玻璃的一些性能，降低熔制条件，降低成本，让用户能够从高额的玻纤产品---玻璃钢中解脱出来，国内一些厂家使用产自西藏的硼镁矿产品代替部分硼钙石都取得了明显的价格优势。可是由于硼镁矿多以盐析矿物为主，质量难以达到要求。同时，由于镁含量的要求使得硼镁矿不可能完全取代硬硼钙石的使用，所以在上世纪末硼酸钙逐渐取而代之。

本公司研制的高硼硼酸钙较普通硼酸钙和偏硼酸钙单位用量中硼含量更高，加入高硼硼酸钙的玻纤丝，强度不但大大提高，同时硼的损失与硼酸相比下降了10%～15%。经过山东数家玻纤企业实际使用后反映，产品质量优良，生产成本降低显著。以下为山东某玻纤厂使用高硼硼酸钙前后生产成本的比较：

高硼硼酸钙比其他原料如：硼砂，硼酸，偏硼酸钡，偏硼酸钙，硬硼钙石有以下优势：

1． 高硼硼酸钙在硼硅酸盐玻璃，玻璃纤维制品中作原料比硼酸与硼镁矿挥发率减少57%，熔融温度降低13°C-50°C，节省燃料16%-38%，增加产量9.2%，降低成本11%，延长窑炉寿命。

2． 高硼硼酸钙在硼硅酸盐玻璃，玻璃纤维制品中作原料比使用硬硼钙石熔融温度降低13°C-30°C，玻璃纤维的抗拉强度增加9.8%，产量提高9.2%，成本降低9.8%。

3．高硼硼酸钙更适合拉制成3um-7um的细纤维，使玻璃纤维成品率保持在此80%-87%之间。

4．高硼硼酸钙取代偏硼酸钡、偏硼酸及硼酸作防锈涂料，不但可降低成本而且更符合环保要求。

分子量393.084，具有无毒，低水溶性，高热稳定性，粒度小，比重小，分散性好等特点。可广泛应用于无碱玻璃纤维、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、涂料等领域，生产成本降低显著。

以山东某玻璃纤维厂为例，每天使用高硼硼钙石30吨=三氧化二硼12.3吨=四水硼酸钙23.208吨=两水硼酸钙21.026吨。得出

1.指标比较：

硼钙石：三氧化二硼41--42% 氧化钙26--28% 二氧化硅小于6.5% 三氧化二铝小于0.5% 三氧化二铁小于0.08% 三氧化硫小于0.5% 灼烧失重22--24%

高硼硼酸钙：三氧化二硼 52.5--54.5% 氧化钙 27--29 三氧化二铁小于0.1% 氧化镁小于1% 氧化二钠小于1% 灼烧失重17--19%

2.同样含12.3吨三氧化二硼的产品，高硼硼酸钙比硼钙石少含水2.5吨，可节省2.5吨水蒸发的燃料与时间。

3.30吨硼钙石，4300元/吨，共计129000元。

高硼硼酸钙23.208吨，5300元/吨，共计123000元。

按上述价格，此玻纤厂每天可节省6000--7000元。

阻燃机理：

1. 高硼硼酸钙受热300C以上，即缓慢释放结晶水，吸收大量热能，降低燃烧面温度。

2. 释放出的水份，稀释空气中的氧，抑止燃烧反应。

3. 最终产生氧化硼玻璃状薄膜，覆盖于聚合物上，起隔热阻氧作用。

4. 与有机卤化物复配，阻燃效果更好。

因为高硼硼酸钙与硼酸锌相比，有比硼酸锌更高的热稳定性，故建议在使用时，复配20％－50％的硼酸锌，能促进高硼硼酸钙的分解，从而使高硼硼酸钙与其他起阻燃作用的有机卤化物尽快复配，起到更好的阻燃效果。建议用量如下：

1. 在已经使用硼酸锌的塑料、橡胶配方中，代替硼酸锌总量的50％－80％，协同阻燃作用不变。降低成本。

2. 在没有使用硼酸锌的塑料、橡胶配方中，单一使用高硼硼酸钙，用量为物料总量的30％－40％，阻燃效果良好。

3. 在防火涂料中，用量30%-50%,阻燃效果良好。因为高硼硼酸钙有较好的遮盖力，可适当减少其他遮色颜料（如钛白粉等）的用量。