專利名稱：含硼組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含硼組合物，含硼組合物的制備和含硼組合物的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
含硼材料(精制產(chǎn)品和天然存在的材料)用在許多應(yīng)用中，范圍從陶瓷和重粘土 基體如磚、玻璃料和釉料、玻璃和纖維玻璃，農(nóng)業(yè)、木材防腐劑和殺蟲劑，聚合物，橡膠，木材 塑料復(fù)合材料，阻燃劑，油漆和涂料，肥皂和去污劑，化妝品，工業(yè)流體，鋼渣，水處理和石膏 墻板。硼酸鹽材料的水溶性是重要特性。對于許多應(yīng)用，希望含硼化合物具有極低溶解 度；此外，此化合物必須在使用中不能太難溶解而不能起作用；另外，溶解度必須不能過高 使得效果保持太短。在實際應(yīng)用中具體含硼組分的選擇上，溶解度/釋放速率是重要特性。通常使用兩種商業(yè)方法來降低硼的溶解度。這些方法是1)生產(chǎn)含硼的無定形玻 璃料和玻璃，和2)生產(chǎn)結(jié)晶硼-金屬鹽。當(dāng)需要低溶解度時，有時使用天然存在的硼-金 屬鹽如硬硼酸鈣石、鈉硼解石和水方硼石，但這些材料具有天然存在的雜質(zhì)，如砷，這限制 了它們的應(yīng)用。結(jié)晶硼_金屬鹽通常包含水合的水，這種水合的水在高溫處理如聚合處理 期間被釋放。與結(jié)晶硼_金屬鹽水合的水在高溫下釋放限制了這些材料的應(yīng)用，或需要進 一步加工這些材料以去除水合的水。例如，將含天然存在物質(zhì)的硼-金屬鹽煅燒以去除水 合的水，但這對降低該材料的溶解度無意義。對于許多應(yīng)用，希望使用溶解度低于硼酸鈉和硼酸溶解度的硼酸鹽材料。例如，在 釉料中，使用玻璃料以使硼和其它成分不溶，使得它們不會在干燥過程期間遷移而產(chǎn)生釉 料缺陷。在農(nóng)業(yè)上，溶解度較低和溶解速率較低可導(dǎo)致持續(xù)釋放較慢和硼酸鹽過劑量的風(fēng) 險較低。目前商業(yè)產(chǎn)品的范圍不能滿足目前的需要。在木材防腐和殺蟲劑中，低溶解度的 硼酸鹽可使處理的物品和殺蟲劑用于風(fēng)化環(huán)境中。在此類應(yīng)用中，需要硼溶解度是這樣，即 足夠高以提供功效，但足夠低以提供長期耐久性。在用于戶外的木材塑料復(fù)合材料中，低溶 解度的硼酸鹽提供抗生物降解的長期保護。對于木材防腐劑，希望硼的溶解度是這樣，即足 夠高以提供功效，但足夠低以提供長期耐久性。在塑料、橡膠和聚合物中，有大量水敏性的 應(yīng)用，如用于電氣和電子應(yīng)用的電線和電纜。金屬_硼鹽不能一直通過用于電線和電纜的 浸水試驗，或不能一直通過用于成品聚合物產(chǎn)品的高溫、高濕(“高壓鍋”)測試。作為阻燃 劑，可將具有低溶解度的硼酸鹽用在戶外應(yīng)用的產(chǎn)品中，或用在接觸水有風(fēng)險的應(yīng)用中。在 油漆和涂料中，低溶解度可提供免受微生物侵襲的長期保護。已知金屬-硼鹽的水微溶性 會破壞一些配方中乳膠的穩(wěn)定性，且水溶解性低在大部分水類配方中是所希望的。在水處 理中，低溶解度的硼酸鹽可用于提供硼酸鹽的持續(xù)釋放。在石膏墻板中，低溶解度硼酸鹽的 使用可導(dǎo)致干燥過程期間可控的硼遷移。玻璃料生產(chǎn)需要所用成分形成均相熔體。所用的 常規(guī)熔化溫度在1450 1500°C內(nèi)。因此，玻璃料生產(chǎn)具有高能量要求，且需要注意排放。 因此，這是所不希望的昂貴步驟。玻璃料通常用在釉料中以使理想的可溶元素鈉、鉀和硼不溶于水。需要它們是不溶的，因為可溶的元素將在干燥過程期間遷移，這引起釉料缺陷，以及當(dāng)廢水中存在流出物 時可能的流出物問題。在釉料焙燒過程本身之前，玻璃料也確保熔化過程在早期開始。這 確保了在釉料焙燒過程中易獲得高光澤。硼-金屬鹽如硼酸鋅、硼酸銅、硼酸鈣可通過使用常規(guī)結(jié)晶技術(shù)的各種方法制備。 這些化合物通常通過將硼砂(五硼酸鈉)和/或硼酸溶解在水中并加入金屬源來制備。金 屬源可為許多材料中的任意一種，如諸如氧化鋅等金屬氧化物，或諸如硫酸鋅等金屬鹽，且 可通過加入酸或堿原位制備金屬氧化物或鹽來獲得。不管金屬源如何，制備通常通過以下 步驟來進行使材料在水溶液中，通常在高溫下反應(yīng)一段時間，隨后將所需材料通過過濾分 離并干燥以去除自由水。在商業(yè)實例中，結(jié)晶的硼酸鋅鹽在包括反應(yīng)器、離心機、干燥器和 研磨器的間歇工藝中制備。在商業(yè)實例中，結(jié)晶的硼酸鋅鹽在間歇工藝中制備，其中硼酸與 氧化鋅在90°C 100°C下水中反應(yīng)以產(chǎn)生硼酸鋅漿料；將所得漿料隨后離心分離，并將固 體干燥和包裝用于出售。在另一商業(yè)實例中，與煅燒硬硼酸鈣石(2Ca0 · 3Β203 · 9H20)組成 近似的精制的硼酸鈣通過溶液采礦法制備。在另一商業(yè)實例中，煅燒的天然存在的礦物如 硬硼酸鈣石、水方硼石和鈉硼解石通過常規(guī)采礦和煅燒方法制備。天然和人造的結(jié)晶的硼_金屬鹽可用于提供可控的硼釋放。然而，此類材料具有 局限，如它們的溶解度對許多應(yīng)用是不適合的，且對更多應(yīng)用不是最佳的。例如，在木材防 腐和木材-塑料復(fù)合材料中，硼酸鋅通常用于提供抗生物降解的保護。為了較低成本，已展 開研究替代材料，但這些材料中的許多具有導(dǎo)致低耐久性的無法接受地高溶解度，或?qū)е?低功效的無法接受地低溶解度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及粉碎的多相含硼組合物(組合物A)，其中所述組合物可通過以下方法 獲得，所述方法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述 混合物包括這樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成成比例的氧化物B2O3和SiO2 以及可選的A1203、Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量 百分比如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50% CaO。國際專利申請PCT/GB2007/002322 (未公布)描述了用于釉料生產(chǎn)的含硼組合物， 所述組合物可通過以下方法獲得，所述方法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以 形成均相熔體的溫度，所述混合物包括這樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成 成比例的氧化物化03、SiO2, A1203、Na2O以及可選的CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所 述氧化物的相對重量百分比如下10 18% B2O340 65% SiO217 32% Al2O3
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4 9% Na2O，和0 10% CaO。還描述了用于制備在釉料組合物中使用的此類含硼組合物的方法，其中所述方法 包括將顆粒形式的組合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述組合 物包括這樣的組分混合物，所述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物 B203、Si02、Al203、Na20以及可選的CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重 量百分比如下10 18% B2O340 65% SiO217 32% Al2O34 9% Na2O 和0 10%Ca0，并隨后粉碎得到的組合物。以下進一步描述包含這種含硼組合物的釉料組合物，它 們在釉料組合物和陶瓷物品的上釉中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了粉碎的多相含硼組合物(組合物B)，所述組合物 可通過以下方法獲得，所述方法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔 體的溫度，所述混合物包括這樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成成比例的氧 化物B2O3和SiO2以及可選的Al203、Na20和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧 化物的相對重量百分比如下5 35% B2O3;10 65% SiO2;0 35% Al2O3;和最高為20 % Na2O和/或最高為50 % CaO ；條件是當(dāng)其它含量如下時，所述B2O3含量不是10 18% 40 65% SiO217 32% Al2O34 9% Na2O，和0 10%Ca0，并隨后粉碎得到的組合物。在粉碎的組合物的上下文中，術(shù)語“粉碎的”通常是指已經(jīng)通過敲擊、研碎、破碎、 研磨或粉碎被破碎成小片或顆粒的組合物。通常，在形成粉碎的組合物的漿料前將組合物 粉碎。通常，粉碎的組合物具有Icm或更小的最大粒徑，更優(yōu)選Imm或更小，進一步更優(yōu) 選500 μ m或更小，還更優(yōu)選150 μ m或更小。更典型地，粉碎的組合物具有45 μ m或更小的 最大粒徑。在一些實施方式中，優(yōu)選粒徑范圍為45μπι 150μπι的粉碎的組合物。通常， 粉碎的組合物具有0. 45 μ m或更大的最小粒徑，更優(yōu)選1 μ m或更大，更優(yōu)選5 μ m或更大， 進一步更優(yōu)選10 μ m或更大。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了用于制備組合物(組合物B)的方法，所述方法 包括將顆粒形式的組合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述組合物包括這樣的組分混合物，所述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物 B2O3和SiO2以及可選的Al203、Na20和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物 的相對重量百分比如下5 35% B2O3;10 65% SiO2;0 35% Al2O3;和最高為20 % Na2O和/或最高為50 % CaO ；條件是當(dāng)其它含量如下時，所述B2O3含量不是10 18% 40 65% SiO217 32% Al2O24 9% Na2O，和0 10%Ca0， 并隨后粉碎得到的組合物。根據(jù)本發(fā)明，可獲得不同溶解度特性的含硼組合物?？纱_定溶解度特性以使含硼組合物特別適用于它們希望的應(yīng)用。已發(fā)現(xiàn)通過改變制備條件和它們的組成，可改變所得產(chǎn)品的硼釋放特性。特別地，已發(fā)現(xiàn)通過選擇加熱溫度和較小程度地選擇時間、所用成分和它們的相 對比例，可獲得不同硼溶解度的組合物。使用時組合物顆粒的表面積也影響它們的硼溶解 度特性?；谶@些因素，可將所得產(chǎn)品的硼溶解度控制在從如100%可溶(即組合物中全 部的硼在室溫下和給定時間段內(nèi)溶解在水中)至約0. 可溶(即僅有0. 的硼在室溫 下和給定時間段內(nèi)溶解在水中)。常規(guī)的溶解度測試包括對粉末形式的組合物進行浸出測 試O根據(jù)本發(fā)明，可提供這樣的材料，其具有的硼溶解度范圍從五水合四硼酸二鈉的 較高溶解度至含硼玻璃料的較低溶解度。溶解度可通過改變B203、SiO2, A1203、Na2O和CaO 組成和煅燒條件來控制?！愣裕玫撵褵郎囟仍礁?，所得組合物的硼溶解度越低。此外，粒徑越大，硼 溶解度越低。本發(fā)明組合物的制備方法利用Na2O · B2O3 · SiO2體系(參見G. W. Morey, J. Soc. Glass. Tech.，35，270 (1051))和 CaO · B2O3 · SiO2 體系(參見 E.P.Flint and L. S. Wells, J. Research Nat. Bur. Standards, 17 [5] 745 (1936) ；R. P. 941)的兩種低溫低共熔性，其內(nèi)容 通過引用并入本文。其中，Na2O^B2O3 · SiO2體系(可選加入Al2O3和CaO)能夠為材料賦予 寬范圍的溶解度。CaO · B2O3 · SiO2體系不同，因為共熔溫度較高(接近1000°C )且通常不 能產(chǎn)生具有極低硼溶解度的材料。本發(fā)明組合物的所述氧化物優(yōu)選包含2 20wt%的適量Na2O,和/或5 50wt% 的適量CaO。對于本發(fā)明的組合物B，所述氧化物的比例可為如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O3
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大于9 % 到 20 % Na2O,和 / 或大于10%到 50% CaO。本發(fā)明組合物的所述氧化物優(yōu)選包括所述比例為10 35wt%的適量A1203。適宜地，對于本發(fā)明的組合物B，所述氧化物的比例可為如下5 35% B2O310 60% SiO210 35% Al2O3,禾口9. 5% 15% Na2O,和 / 或11 50% CaO。在典型的組合物B中，所述氧化物的所述比例也可為如下(a)含有 Na2O12 25 (如 19) % B2O325 55% SiO220 35% Al2O3,和5 16(如 10) % Na20。(b)含有 CaO10 30% B2O312 42% SiO20 25% Al2O3,禾口30 50% CaO。(c)含有 Na2O 和 CaO5 20% B2O345 65% SiO210 25 (如 18) % Al2O32 10% Na2O4 20% CaO。所述加熱溫度適合在700 1300 (如750) °C的范圍內(nèi)，優(yōu)選720 1120°C，如 750 IOOOO。根據(jù)含硼產(chǎn)品所希望的應(yīng)用和特別是其所希望的溶解度特性，可選擇原料的比例 和它們的熱處理。在本發(fā)明產(chǎn)品的制備中，原料在加熱時不形成均相熔體。這與包括熔化以形成均 相玻璃的玻璃料生產(chǎn)相反。因此，與玻璃料相比，本發(fā)明的含硼組合物可在較低溫度制備， 由此以較低成本制備。本發(fā)明組合物的制備也與結(jié)晶硼_金屬鹽的生產(chǎn)相反，結(jié)晶硼_金 屬鹽的生產(chǎn)在反應(yīng)過程中需要大量水和大量能量來過濾和干燥材料。本發(fā)明的組合物通常不含玻璃料。在非均相組合物的上下文中，術(shù)語“非均相”通常是指含很多不一致部分的組合 物。通常，所述部分在結(jié)構(gòu)和/或組成上是不一致的。這與包括冷卻均勻的熔體的基本均 相的玻璃或玻璃料相反。本發(fā)明所用原料在煅燒條件下形成B2O3和SiO2,和可選的Al203、Na20和/或CaO。最適合地，可使用作為B2O3源的硼酸、作為B2O3和Na2O源的硼酸鈉、作為Al2O3和SiO2源的 高嶺土，和可選的作為CaO源的硅灰石或碳酸鈣或氫氧化鈣的混合物。在煅燒過程中硼提供很強的助熔作用。硼化合物應(yīng)以粉末形式使用以獲得煅燒前 的良好混合。在硼酸鈉中，優(yōu)選以商品名Neobor 商購的五水合四硼酸鈉(五水合硼砂)。 也可使用十水合硼砂，但其成本效益不如五水合硼砂。例如，當(dāng)所得產(chǎn)品中不需要鈉時，適 合使用無鈉的硼酸鹽如以商品名Optibor 商購的硼酸、硬硼酸鈣石和鈉硼解石。氧化硅(SiO2)在煅燒期間通過與硼酸鹽和任何CaO源反應(yīng)提供玻璃態(tài)相。如果 不使用氧化硅，隨后所得組合物將具有所希望的低水溶性，但使用時太難熔。優(yōu)選石英的粒 徑很重要。如果太大，其在煅燒期間無法充分反應(yīng)，這引起煅燒組合物中不溶的石英顆粒。 本發(fā)明所用石英的優(yōu)選粒徑< 400目(D50Ilym),如來自巴黎Sifraco的Millisil C400。 在一些情況下，出于環(huán)境原因希望有石英的替代物。高嶺土、長石、長石砂或廢材料如底流 (ground float)或容器碎玻璃也可用作SiO2源。高嶺土是提供氧化鋁(Al2O3)的優(yōu)選材料，其賦予本發(fā)明的含硼組合物以低水溶 性。高嶺土也提供全部或部分的SiO2組分。高嶺土的品質(zhì)(以雜質(zhì)存在的著色氧化物的比 例)適合地高，以最大程度降低黃化。高嶺土以粉末使用。高嶺土的主要功能是提供Al2O3， 但有適合的替代物，即富含Al2O3和貧鐵、鈦和其它著色氧化物的其它粉末材料，以最大程 度降低不希望的著色。這些是如長石、藍晶石/紅柱石/硅線石(全部Al2O3 · SiO2)、莫來 石(2A1203 · 2Si02)、煅燒氧化鋁(Al2O3)和三水合氧化鋁(Al(OH)3)0通常，高嶺土提供良好的結(jié)果，且是加入氧化鋁的最經(jīng)濟的途徑。然而，所有的高 嶺土，無論如何“清潔”和高品質(zhì)，都含有作為雜質(zhì)的著色氧化物如Fe2O3和Ti02。所述氧化 物可提供微黃的顏色。在一些應(yīng)用中，黃色是有害的。在這些情況中，當(dāng)需要部分或全部地 將配方中的高嶺土替換為氧化鋁，以避免加入著色氧化物時，需要額外的石英。這對原料成 本有影響，原料成本增加。硅灰石、碳酸鈣和氫氧化鈣提供了氧化鈣(CaO)的優(yōu)選來源。CaO的存在對煅燒溫 度具有顯著的作用，將其降低約100°c。CaO的存在也降低了最終煅燒的硼酸鹽的耐火性。相比于其它變量，已觀察到煅燒溫度通常對產(chǎn)品的硼溶解度的影響最大。提高煅 燒溫度引起硼可浸出性(硼的釋放率)顯著降低。增加產(chǎn)品中硼含量和NaO含量也引起硼 可浸出性(硼的釋放率)降低。Al2O3優(yōu)選存在于本發(fā)明的組合物中。其存在降低玻璃形成，并通常有助于煅燒反 應(yīng)。Al2O3也可具有溶解度降低效果。當(dāng)需要較高溶解度時，通?？墒褂肅aO代替Na20。SiO2含量，特別是起始材料中石英的所用量，通常會降低硼溶解度，但僅降低程度 很小。例如，煅燒溫度增加100°C可使硼溶解度/可浸出性降低約3. 1% ；所用硼酸鈉的 量增加10襯％可導(dǎo)致硼溶解度/可浸出性增加約0. 4% ；所用石英的量增加10wt%可導(dǎo)致 硼溶解度/可浸出性降低約0. 02% ；且所用高嶺土的量增加10襯％可導(dǎo)致硼溶解度/可浸 出性降低約0.4%。(這些估值假定剩余成分的量相應(yīng)地降低，但以相同比例使用。)本發(fā)明產(chǎn)品的平均硼可浸出性通常在5 6%范圍內(nèi)。因此可看出相比于其它變 量，煅燒溫度通常對硼可浸出性影響較大。
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增加所用硼酸鈉的量通常引起硼可浸出性增加，這可從煅燒產(chǎn)品中較高硼含量預(yù) 期到。所用石英的量通常對硼可浸出性無影響。增加所用高嶺土的量通常引起可浸出性降 低。相信這是由于高嶺土中的氧化鋁含量，這提高了在煅燒期間形成的含硼玻璃態(tài)相的化 學(xué)耐久性，使得硼不易于浸出。在煅燒過程中，石英和粘土也可具有其它作用。石英在低溫下(共熔是在577°C ) 與配方中的硼酸鈉反應(yīng)，且此反應(yīng)賦予煅燒產(chǎn)品中良好的玻璃形成度。一批原料中石英和 硼酸鈉越多，通常在煅燒產(chǎn)品中的玻璃也越多(玻璃含量也隨溫度增加)。事實上，通過石 英/硼酸鈉混合物很容易將整批原料在較低溫度(小于800°C )下轉(zhuǎn)化為玻璃。這不一定 是所希望的，因為此原料在煅燒期間和之后很難處理。高嶺土抵消石英對玻璃形成(以及降低硼可浸出性)的作用。高嶺土因其高氧化 鋁含量而成為難熔材料，且因為該原因降低一批原料在加熱時形成大量玻璃相的趨勢。這 是有用的作用，因為此原料在煅燒期間和之后更易于處理。一批原料中高嶺土的比例通常 是有益的。將原料加熱高至足以完成煅燒的溫度，以此去除水和二氧化碳。然而，該溫度不能 高至導(dǎo)致混合物變?nèi)刍?。通常將細碎形式的混合原料加熱?00°C，如750 1300°C，如 720 1120°C或750 1000°C的溫度。結(jié)果，用的溫度越靠近范圍較高一端，用的加熱時間 就越短。在此加熱條件下，所形成的氧化物間會有一些相互作用，且產(chǎn)品通?？蔀椴糠纸Y(jié)晶 和部分玻璃態(tài)。然而不完全理解此相互作用的本質(zhì)。然而，發(fā)現(xiàn)對于任何組合物，溶解度隨 溫度升高而降低，且當(dāng)煅燒溫度升高到大于750°C時，出現(xiàn)溶解度顯著降低。本發(fā)明含硼組合物的制備是通過加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體 的溫度，適合地至700°C，如750 1300°C，如720 1120°C或750 1000°C。這提供了這 樣的材料，其可具有比天然存在的硼-金屬鹽如硬硼酸鈣石(colemenite)或人造硼酸鋅的 硼溶解度高或低，并與含硼玻璃料一樣低的硼溶解度。對于小規(guī)模制備，本發(fā)明組合物可通過首先將細碎的原料干混來制備。緩慢加入 水，同時混合材料直到它們形成塊(crumb)。使用定性觀察來確定何時停止加入水，最終量 以重量記錄。所得混合物可選地在如100°C下干燥直到全部水被除去，或在60°C下干燥一 夜。煅燒可通過將干燥了的塊置于適合的容器如耐火粘土坩堝中，并將其在爐，通常是電馬 弗爐中焙燒進行。通常的加熱循環(huán)包括以每分鐘8 10°C升高至所選溫度，將此溫度保持 至所需的煅燒溫度60 90分鐘，并隨后以每分鐘10°C的速率冷卻。在熱處理后，將材料從 容器中移出并小心地破碎。對于組合物A，包括組合物B的大規(guī)模制備，制備方法通常包括五個主要步驟，它 們是1)將起始成分共混并潤濕，2)將共混物壓實，3)在壓實后可選的產(chǎn)品干燥，4)經(jīng)壓實 的產(chǎn)品的煅燒(不形成均相熔體)，5)研磨和篩選?？墒褂贸Ｒ?guī)共混、干燥和研磨技術(shù)，且可 應(yīng)用各種壓實和煅燒技術(shù)。然而，發(fā)現(xiàn)某些成分特別是B2O3的團聚，和這些材料粘附到耐火 煅燒裝置上是此技術(shù)在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中的嚴重問題。已驚人地發(fā)現(xiàn)1)將難熔粉末如游離 高嶺土(free kaolin)或氧化鋁的粉末加入到旋轉(zhuǎn)煅燒爐的壓實顆粒進料中，或2)由待煅 燒的組合物制得壓制的磚并使這些磚通過具有不同于制備粘土磚所用溫度曲線的輥道窯， 這可用于降低或避免不希望的團聚。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了用于制備粉碎的多相含硼組合物A(包括組合物B)的方法，所述方法包括在旋轉(zhuǎn)煅燒爐中在難熔粉末存在下將顆粒形式的組合物加熱 高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述組合物包括這樣的組分混合物，所 述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的A1203、 Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50%Ca0，并隨后粉碎得到的組合物。具體的此方法包括以下步驟1)將顆粒形式的組合物共混并潤濕，所述組合物包括這樣的組分混合物，所述組 分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的Al203、Na20和 /或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50% CaO;2)壓實所形成的共混物；3)可選地干燥壓實了的產(chǎn)品；4)在旋轉(zhuǎn)煅燒爐中在難熔粉末如游離高嶺土或氧化鋁粉末存在下，將壓實了的產(chǎn) 品加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度；和5)通過如研磨和篩選來粉碎所得產(chǎn)品。對于使用旋轉(zhuǎn)窯制備組合物，可在使用常規(guī)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的混合器中粉碎和混 合原料。在混合期間通常將水噴灑到產(chǎn)品上。水加入量可為2wt% 20wt%。組合物可形 成顆粒。顆粒可通過常規(guī)方法，如使用飼料工業(yè)中用的顆粒制備方法來制備。在此情況中， 通?？蓪⒒旌衔镉脻L筒(roller)加力，并通過模擠出以形成意大利面形股并切割成合適 的長度。可將顆粒通過常規(guī)裝置如流化床干燥器干燥至水分小于Iwt%。將干燥的顆粒通 過與熱氣體對流的直接熱在旋轉(zhuǎn)窯中適當(dāng)?shù)仂褵?。也可將起始水含量?% 20%的顆粒直接煅燒而無需任何干燥。旋轉(zhuǎn)窯性質(zhì) 通常生產(chǎn)能否令人滿意很重要，且人們已發(fā)現(xiàn)具有10或更高的長徑比、2% 3%傾斜度和 0. 5 3rpm轉(zhuǎn)動速度的窯是理想的。所述窯適當(dāng)?shù)匕惭b有待煅燒產(chǎn)物專用的耐火覆蓋層。 加熱可通過天然氣或丙烷燃燒器來提供。根據(jù)制備方法的一個實施方式，將優(yōu)選細的難熔粉末如高嶺土或氧化鋁加入到窯 中并與顆?；旌?，通過防止顆粒粘附窯壁和/或彼此間粘附來確保自由流動。根據(jù)產(chǎn)品停 留時間和操縱溫度(引起反應(yīng)的最大溫度)，添加劑比率為5wt% 25wt%。將顆粒和添加 劑的混合物適宜加熱至700°C 1300°C范圍內(nèi)的最大設(shè)定點，但最大溫度設(shè)定點、溫度梯 度和停留時間是所得產(chǎn)品溶解度性質(zhì)的決定性變量。添加劑在煅燒過程期間不被改性，且 以粉末殘留。當(dāng)離開窯時，將產(chǎn)品在冷卻管(室溫+20°C)中冷卻并篩選以去除過量的添加
14劑?？蓪⒑Y選出的添加劑再回收。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了用于制備粉碎的多相含硼組合物A(包括組合 物B)的方法，所述方法包括在輥道窯中將顆粒形式的組合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不 足以形成均相熔體的溫度，所述組合物包括這樣的組分混合物，所述組分混合物能夠在所 述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的A1203、Na2O和/或CaO，使得基 于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50%Ca0，并隨后粉碎得到的組合物。具體的此方法包括以下步驟1)共混并潤濕顆粒形式的組合物，所述組合物包括這樣的組分混合物，所述組分 混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的Al203、Na20和/ 或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50% CaO;2)使由此形成的共混物形成磚；3)可選地將所述磚形成的產(chǎn)品干燥；4)將所述磚形成的產(chǎn)品在輥道窯中加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔 體的溫度；和5)將所得產(chǎn)物通過如研磨和篩選來粉碎。對于使用輥道窯(通常用于生產(chǎn)陶瓷磚的窯)的組合物制備，可在常規(guī)裝置中粉 碎和混合原料。在混合期間通常將水噴灑到產(chǎn)物上。水加入量適宜為IOwt% 15wt%。 可將組合物用350kg/cm2的壓力壓制成磚，所述磚的尺寸為5 X IOcm 30 X 30cm且厚度為 10 20mm?？蛇m宜地將磚干燥至水分小于1 %，或在壓制后立即焙燒。通常用具有10%水 分的經(jīng)焙燒而未經(jīng)干燥的壓制的磚得到最佳結(jié)果。為了在焙燒期間更好地處理且避免粘附 輥，將磚放倒在耐火載體上。在焙燒期間，通常緩慢將產(chǎn)物從室溫加熱至540°C，持續(xù)100分 鐘。隨后將產(chǎn)物在10 15分鐘內(nèi)快速加熱至1050°C，并在此最大溫度保持10分鐘。為了 確保淬火，將所得產(chǎn)品在15 20分鐘內(nèi)快速冷卻至室溫。為了降低能耗、材料成本和處理，也可處理所述組合物而不用耐火載體。在此方法 中，將產(chǎn)物的共混物以所需厚度(20 40mm作為柔軟層)裝載到模腔體上。隨后將0. 5 2mm的高嶺土薄層鋪在產(chǎn)物層上，并全部壓在一起(350kg/cm2)。將磚自動倒置，使得高嶺土 層在底層上，以防止焙燒期間組合物粘附輥?？蓪⑻砑觿┤缗驖櫷?有機粘結(jié)劑和/或增 塑劑)在高嶺土層中共混(0. 5 3wt% )，以改進其塑性并降低產(chǎn)物基體的熱膨脹系數(shù)差 異。或者，可將高嶺土通過含CMC(羧甲基纖維素)的漿料濕法噴灑在較薄層(0.2 0. 3mm)中；此漿料含68 72%高嶺土加0. 3 0. 5% CMC?？烧{(diào)整模形狀以促進磚脫模(且模形 狀應(yīng)具有至少2°的傾斜)。共混物水分含量、干燥條件和焙燒循環(huán)是可根據(jù)組合物和設(shè)備 調(diào)整的變量。這些方法中用的原料適宜地包括硼酸鹽(鈉或非鈉)10 60 %石英0 60%高嶺土0 80%硅灰石 0 60%碳酸鈣 0 50%氫氧化鈣 0 15%。通常，鈣源(硅灰石、碳酸鈣和氫氧化鈣)的總和占原料的0 80wt%。此外，通 常必需使用一些石英和/或高嶺土。本發(fā)明的含硼組合物A和B可用在需要硼的可控可浸出性的應(yīng)用中。這些包括重 粘土基體如磚、玻璃料和釉料，農(nóng)業(yè)、木材防腐劑和殺蟲劑、木材塑料復(fù)合材料、聚合物、橡 膠、聚合物、阻燃劑、油漆和涂料、肥皂和去污劑、化妝品、工業(yè)流體、鋼渣、水處理和石膏墻 板。特別地，本發(fā)明的含硼組合物B可用在不含玻璃料的釉料組合物中，以提供具有 常用于上釉組合物的低硼溶解度的含硼釉料。本發(fā)明的含硼組合物B可用在不含玻璃料的釉料組合物中，所述釉料組合物具有 滿足常規(guī)釉料組合物要求的優(yōu)異光澤和耐久性。本發(fā)明的含硼組合物B可用在通過不含玻璃料的釉料組合物對陶瓷物品上釉中， 所述釉料組合物滿足常規(guī)含玻璃料的釉料組合物的標(biāo)準。本發(fā)明的含硼組合物B可用于全部或部分替代釉料組合物中的玻璃料。本發(fā)明的含硼組合物B可用在不含玻璃料的釉料組合物中，所述釉料組合物提供 這樣的釉料，其具有的硼溶解度與含硼玻璃料一樣低且遠低于之前所述的不含玻璃料的組 合物。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了含有本發(fā)明的含硼組合物B的釉料組合物(適合 地不含玻璃料的釉料組合物或不含硼但含玻璃料的釉料組合物)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了本發(fā)明的含硼組合物B在釉料組合物(適合地 不含玻璃料的釉料組合物或不含硼但含玻璃料的釉料組合物)中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了對陶瓷物品上釉的方法，所述方法包括對陶瓷 物品的表面涂布本發(fā)明的釉料組合物，和焙燒此陶瓷物品。本發(fā)明還提供了通過本發(fā)明方法上釉的陶瓷物品。原料在加熱時不形成均相熔體。特別地，這與包括熔化以形成均相玻璃的玻璃料 生產(chǎn)相反。因此，與玻璃料相比，本發(fā)明的含硼組合物B可在較低溫度制備，并由此以較低 成本制備。此外，根據(jù)本發(fā)明，可基本上消除與硼從玻璃料爐中排出相關(guān)的問題。煅燒溫度通 ?？杀瘸Ｒ?guī)玻璃料熔化溫度低500°C，且煅燒時間比玻璃料制備約少70%。這非常顯著降 低了生產(chǎn)陶瓷釉料所需的能量而不影響焙燒釉料所需的能量，即上釉方法與用于常規(guī)含玻璃料的釉料和本發(fā)明的那些釉料的方法相同。含本發(fā)明組合物的釉料的成本通常低于常規(guī)燒結(jié)的釉料。這是因為釉料中煅燒的 組合物的量通常低于常規(guī)釉料中所需玻璃料的量。根據(jù)玻璃料的組成，煅燒的組合物的總 成本也低于玻璃料的成本。本發(fā)明的釉料正常包括本發(fā)明的釉料組分、可選的玻璃料組分、粘土和所有其它 微量添加劑，它們分散在水中形成漿料。通常，對于上釉，將固體含量在65和70%之間的漿料形式的本發(fā)明釉料組合物涂 布在壓制并干燥的新制(green)基體上，并將涂布的陶瓷體在1100和1200°C之間的溫度下 焙燒?？筛鶕?jù)本發(fā)明上釉的陶瓷體包括墻面磚和地面磚，且根據(jù)上釉所用的組合物，這些可 提供具有光澤、無光澤或光亮的外觀。本發(fā)明的釉料組合物也可用于釉底料。釉底料是通常在上釉前用于磚體的不透明 涂料。如當(dāng)用紅粘土生產(chǎn)磚體時，釉底料的功能是掩蔽磚體。釉底料通常含玻璃料和原料， 但玻璃料含量通常遠比釉料中低。可生產(chǎn)用于地面磚的一系列如具有本發(fā)明單種含硼組合物的釉料。這可通過改變 釉料中所用其它成分的比例來實現(xiàn)。這不可能達到與玻璃料相同的程度。因此，可將一些 或許多玻璃料組合物替換為本發(fā)明的單種組合物。本發(fā)明組合物實現(xiàn)的釉料的視覺外觀與常規(guī)玻璃料類釉料實現(xiàn)的視覺外觀極類 似。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了粉碎的多相含硼組合物A(包括組合物B)在以 下方面的應(yīng)用作為硼源，用在重粘土基體、玻璃和纖維玻璃中；用在農(nóng)業(yè)中；作為木材防腐劑和 殺蟲劑；用在聚合物和橡膠中；用在木材中，包括木材-塑料、復(fù)合材料；作為阻燃劑；用在 膨脹性材料中；用在油漆和涂料中；用在肥皂和去污劑中；用在化妝品中；用在工業(yè)流體 中；用在鋼渣中；用在水處理中；和用在石膏墻板中。本發(fā)明還提供了組合物A(包括組合物B)在以下方面的應(yīng)用作為硼源，用在重 粘土基體、玻璃和纖維玻璃中；用在農(nóng)業(yè)中；作為木材防腐劑和殺蟲劑；用在聚合物和橡膠 中；用在木材中，包括木材_塑料、復(fù)合材料；作為阻燃劑；用在膨脹性材料中；用在油漆和 涂料中；用在肥皂和去污劑中；用在化妝品中；用在工業(yè)流體中；用在鋼渣中；用在水處理 中；和用在石膏墻板中。本發(fā)明的組合物A (包括組合物B)可用作木材復(fù)合材料產(chǎn)品和木材_塑料復(fù)合 材料產(chǎn)品中的防腐劑和殺蟲劑，其中適合地它們所用的量可從0. 2wt % 3. Owt %，通常從 0. 5wt% 2wt%，優(yōu)選從0. 75wt% 1. 5wt%,以作為硼酸等價物(BAE)，以實現(xiàn)適當(dāng)水平 的生物降解保護。在一些實施方式中，優(yōu)選0.75%BAE。在其它實施方式中，優(yōu)選1.5% BAE。由于最近世界范圍內(nèi)可砍伐的建筑用材的種類、尺寸和質(zhì)量的改變，木質(zhì)纖維材料的 復(fù)合材料已替代傳統(tǒng)實體砍伐木材用在許多結(jié)構(gòu)應(yīng)用中。許多這些復(fù)合材料用在需要抵 抗破壞木材生物體如真菌和各種昆蟲的應(yīng)用中。因此，這需要用木材防腐劑處理。通常，將 實體木材產(chǎn)品用防腐性化學(xué)品的水溶液浸漬或加壓處理。除了膠合板外，由于木材基底的 不可逆膨脹，這對木材復(fù)合材料是不可能的。在木材_塑料復(fù)合材料(WPC)的情況中，基 底的疏水性質(zhì)使得無法使用常規(guī)防腐劑處理。然而，復(fù)合材料的性質(zhì)使得可在其制備期間
17將防腐劑加入產(chǎn)品中。使用低溶解度硼酸鹽如硼酸鋅2335 (2Ζη0 · 3Β203 · 3. 5H20 ；以美國 Borax萬orogarif ZB商售)來提供針對破壞木材生物體的保護已進行了許多年。雖然硼 酸鋅適合作為復(fù)合材料防腐劑，但是生物殺滅性硼組分的固有溶解度仍足以限制將硼酸鋅 處理的木材復(fù)合材料用于保護地面上的應(yīng)用如外部檔板，或WPC情況中未保護的地面上裝 飾。根據(jù)本發(fā)明，可使用具有適合溶解度的含硼組合物，使得甚至當(dāng)在大量水分接觸時使用 WPC時，可實現(xiàn)保護時間的延長。美國木材保護協(xié)會(AWPA)已建立了使用分類體系(UCS) 來幫助區(qū)分不同木材用品的最終應(yīng)用，這有助于鑒別可用于保護給定用品的適合防腐劑。 UCS可認為是連續(xù)體，其從最低危害(UC 1-用在干燥的，受保護的地上應(yīng)用中的木材)至最 高危害，如用在熱帶鹽水環(huán)境中的木樁(UC5)。處理過的復(fù)合材料，如外部檔板(UC3A)和 未受保護的，地上的裝飾(UC3B)也描述在UCS中。盡管硼酸鋅的低溶解性使得硼酸鋅處理 的復(fù)合材料可能用在危害應(yīng)用中如檔板和地上的裝飾，生物殺滅性硼的固有溶解度已限制 將硼酸鋅用作用于地面接觸(UC4)或淡水/海洋應(yīng)用(UC5)的防腐劑處理。廣泛接受的是 UC4和UC5應(yīng)用使木材復(fù)合材料用品暴露以顯著接觸水分，導(dǎo)致這樣的情形，由此硼組分可 從處理的物品上耗盡(浸出)，最終導(dǎo)致效力損失和使低溶解度的硼化合物如硼酸鋅無法 用在此類應(yīng)用中。在硼酸鋅處理的木材復(fù)合材料如OSB(波紋狀硬紙板)的地面接觸應(yīng)用 (UC4)中，嚴酷的、連續(xù)潮濕的條件產(chǎn)生了這樣的環(huán)境，于是硼最終從樣品中耗盡，導(dǎo)致這樣 的情形，由此腐敗真菌能夠占領(lǐng)樣品并代謝木材組分，導(dǎo)致失效。本發(fā)明的低溶解度含硼組 合物可用在木材-復(fù)合材料或WPC中，以在地面接觸應(yīng)用中提供對腐爛和白蟻的長期控制， 同時保留足夠提供多年此類保護的硼。此外，在將硼酸鋅目前成功用在如木材復(fù)合材料外 部檔板或WPC地上裝飾的應(yīng)用中，本發(fā)明提供不太昂貴且不含重金屬如鋅的材料。本發(fā)明的組合物A，包括組合物B，可用在重粘土基體中以受益于將含硼材料用作 助熔劑。此應(yīng)用當(dāng)今不普遍的原因有兩個i)其它更有成本效率的助熔劑的可用性；ii) 許多含硼材料溶解度在加工中引起不希望的副作用，如對漿料或基體流變性有副作用。然 而，通過控制本發(fā)明硼的溶解度，可實現(xiàn)如在飲食服務(wù)中用的磚和瓷器陶瓷中的工業(yè)有益 效果。在磚中，0.05% 0.4% B2O3可降低能耗，增加爐生產(chǎn)率，并允許使用更有成本效率 的粘土。在飲食服務(wù)工業(yè)用的瓷器器皿中，已顯示0. 5 1. 5% B2O3使得基體重新配方在 焙燒工藝期間降低變性和損失。本發(fā)明的組合物A，包括組合物B，可用于以受控速率將硼化合物傳送至植物體 中。目前，使用精制的硼酸鈉鹽通過葉面和地面應(yīng)用將硼快速釋放至植物。此外，與硼酸鈉 相比，使用一些礦物質(zhì)的硼酸鹽如鈉硼解石來將硼較慢釋放至植物。然而，這些礦物質(zhì)的硼 酸鹽簡單地提供較慢的釋放和并非所希望的受控釋放?？稍O(shè)計本發(fā)明的材料具有這樣的 釋放，所述釋放足夠慢使得需要每隔幾年而非每個生長期施用產(chǎn)品。這意味著全部農(nóng)業(yè)，但 在以下方面特別有用，即因面積大而每年施肥很不經(jīng)濟的林業(yè)，不需要每年額外施肥的果 園，可在貧瘠土地上大面積生長的生物燃料如乙醇和生物柴油用的莊稼，和使用長效肥料 樁(fertilizer stake)的花園和盆栽。典型的硼添加率是每年每公頃0. 3 9kg的元素 硼等價物，這取決于植物的要求和土地的硼缺乏。本發(fā)明的組合物A，包括組合物B，可作為阻燃劑和防煙劑用于各種聚合物和橡膠 應(yīng)用中。這些包括1)無鹵素電線和電纜以及電氣和電子部件，由聚烯烴材料如聚丙烯、乙 烯-乙酸乙烯酯或聚乙烯組成，荷載有3 50wt%量的本發(fā)明組合物A，以及三水合氧化鋁或氫氧化鎂，且在150°C 260°C的溫度范圍下加工；2)電氣和電子部件，由聚酰胺66、聚酰 胺6、聚對苯二甲酸丁二酯、聚環(huán)氧丙烷、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、 PC/ABS、高耐沖擊性聚苯乙烯或它們的合金組成，荷載有1 25wt%量的本發(fā)明組合物A， 以及溴化的聚苯乙烯或其它有機鹵素源，且在220°C 340°C的溫度范圍下加工(本發(fā)明的 材料也將包括其與無鹵素添加劑如鋁磷酸二乙酯、紅磷、磷酸酯(phosphate ester)或氫氧 化鎂聯(lián)用)；3)屋頂膜，由橡膠改性浙青組成，荷載有3 30wt%量的本發(fā)明組合物A，以及 硬硼酸鈣石或其它助添加劑，且在160°C 240°C的溫度范圍下加工；4)屋頂膜，由熱塑性 聚烯烴組成，荷載有2 30wt%量的本發(fā)明組合物A，以及氫氧化鎂，且在190°C 220°C的 溫度范圍下加工；5)密封劑和堵塞材料，由丙烯酸樹脂和聚氨酯組成，且荷載有3 30wt% 量的本發(fā)明組合物A，以及聚磷酸銨(APP)，且在室溫 80°C的溫度范圍下加工；6)鑲板 和木制門復(fù)合材料，包括聚氨酯樹脂、酚醛塑料或其它粘結(jié)劑，且荷載有1 60wt%量的 本發(fā)明組合物A，以及三水合氧化鋁，且在室溫 120°C的溫度范圍下加工；和7)電線和 電纜、傳送帶和其它類似材料，由聚丁二烯BR/SBR、乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)、硅酮和 PVC-腈組成，荷載有最高為40wt%量的本發(fā)明組合物A，以及三水合氧化鋁或氫氧化鎂，且 在110°C 240°C的溫度范圍下加工。組合物A，包括組合物B，可用作不飽和聚酯、環(huán)氧或酚類熱固樹脂中的阻燃劑/防 煙劑填料。載量可為1 60wt%，以及三水合氧化鋁或其它阻燃劑填料。組合物A，包括組合物B，可用在由丙烯酸類和環(huán)氧材料組成的膨脹性聚合物涂料 中，且可具有最高為30襯％的載量，以及聚磷酸銨(APP)，且在室溫 100°C的溫度范圍下加工。組合物A，包括組合物B，可用作農(nóng)業(yè)熱膜中的紅外光吸收劑，如由聚乙烯或乙 烯-乙酸乙烯酯組成，且具有2wt% 15襯％荷載量的組合物A，且在約200°C的溫度下加工。組合物A，包括組合物B，可用作水處理系統(tǒng)中的生物滅殺劑和腐蝕抑制劑。所述 組合物可用在再循環(huán)水系統(tǒng)中，使得本發(fā)明的受控溶解度提供功效用的所需硼酸鹽濃度和 易于使用的存儲效果。本發(fā)明還提供含組合物A (包括組合物B)的材料以作為以上任何應(yīng)用中的硼源。本發(fā)明將通過弓I用以下實施例來進一步說明。在溶解度測量的實施例中，使用Thermo ERIS Intrepid II XSP感應(yīng)耦合等離子 體(ICP)分光計分析溶液樣品。隨后按最大可獲得的量(以百分比表示)計算進入溶液的 硼的量。
具體實施例方式實施例1將細碎的五水合四硼酸鈉(Neobor ex Borax Europe Limited，35g)、石英(IOg) 和高嶺土(55g)在小混合器中干混。通過注射器緩慢加入水直到混合物形成塊。將所述塊 在100°C下加熱直到完全干燥。將干燥的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至耐火粘土坩堝并置于電馬弗爐中。將 該爐以每分鐘8 10°C的速率加熱至最高為850°C的最大值，將此溫度保持90分鐘。隨后 將爐關(guān)掉，并將坩堝冷卻至此爐中的環(huán)境溫度。
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將產(chǎn)物移出，用塑料膜包裹，并用錘破碎。所得組合物是乳白色顆粒狀的不透明 物。所得產(chǎn)物的硼溶解度測定如下將所得的煅燒顆粒使用臼和槌手工研磨。制備10%漿料，并將其置于燒杯中，隨后 將燒杯置于搖動器臺上以275rpm攪拌材料。不時地取出等分試樣，并通過0. 45 μ m微孔過
Ii^ O實施例2 5按照實施例1的方法，區(qū)別在于最大爐溫分別為900°C、950°C、100(rC和1050°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定每種產(chǎn)物的硼溶解度。實施例1 5中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表1所 示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也在下表1中列出。表 1 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。此外，實施例1 5產(chǎn)品的硼溶解度(以最大的百分比計)隨時間的曲線顯示在 下表2中。表2 實施例6將細碎的硼酸(Optiborex Borax Europe Limited，IOOg)、高嶺土 (200g)和碳 酸鈣(200g)在小混合器中干混。通過注射器緩慢加入水直到混合物形成塊。將所述塊在 60°C下加熱直到其完全干燥。將干燥的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至耐火粘土坩堝并置于電馬弗爐中。將該 爐以每分鐘8 10°C的速率加熱至最高為750°C的最大值，將此溫度保持60分鐘。隨后將 爐關(guān)掉，并將坩堝冷卻至此爐中的環(huán)境溫度。將產(chǎn)品移出，用塑料膜包裹，并用錘破碎。所得組合物是乳白色顆粒狀的不透明 物。所得組合物在外觀上與實施例1類似。按照實施例1所述測定產(chǎn)物的硼溶解度。實施例7和8按照實施例6的方法，區(qū)別在于最大爐溫度分別為850°C和996°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定每種產(chǎn)物的硼溶解度。實施例6 8中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表3所 示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表3中。表3 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。實施例9 11:按照實施例6的方法，區(qū)別在于a.在各種情況中，Optibor、高嶺土和碳酸鈣的量分別為150g、100g和250g。b.最大爐溫分別為 750°C、850°C和 996°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定每種產(chǎn)物的硼溶解度。實施例9 11中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表4所 示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表4中。表 4 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。實施例12將細碎的五水合四硼酸鈉(Neobor ex Borax Europe Limited，1050g)、石英 (300g)和高嶺土(1650g)在小混合器中干混。通過注射器緩慢加入水直到混合物形成塊。 將所述塊在60°C下加熱直到其完全干燥。將干燥的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至耐火粘土坩堝并置于電馬弗 爐中。將該爐以每分鐘8 10°C的速率加熱至最高為750°C的最大值，將此溫度保持90分 鐘。隨后將爐關(guān)掉，并將坩堝冷卻至此爐中的環(huán)境溫度。將產(chǎn)物移出，用塑料膜包裹，并用錘破碎。所得組合物是乳白色顆粒狀的不透明 物。所得組合物在外觀上與實施例1類似。按實施例1所述測定產(chǎn)物的硼溶解度。實施例13和14按照實施例12的方法，區(qū)別在于最大爐溫度分別為850°C和950°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定每種產(chǎn)物的硼溶解度。實施例12 14中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表5所 示。測出的所得產(chǎn)品的溶解度也顯示在下表5中。表5 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。此外，實施例12 14產(chǎn)物的硼溶解度(以最大的百分比計)隨時間的曲線顯示 在下表6中。表6
實施例15 17 按照實施例12的方法，區(qū)別在于在各種情況中，Neobor、石英和高嶺土的量分別 為 74g、llg和 116g。最大爐溫分別為750°C、850°C和950°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定實施例15和16產(chǎn)物的硼溶解度。在實施例17的情況中，為了說明粒徑對溶解度/可浸出性的影響，將產(chǎn)物研磨和 分選為-325目，且其溶解度結(jié)果與如實施例17a確定的研磨和分選為100/+325的產(chǎn)物的 那些溶解度結(jié)果進行比較。制備10%漿料，并將其置于燒杯中，隨后將燒杯置于搖動器臺上 以275rpm攪拌材料。不時地取出等分試樣，并通過0. 45 μ m微孔過濾器。隨后按最大可獲 得的量計算進入溶液的硼的量(以百分比表示)。實施例15 17a中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表7 所示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表7中。表7 **1小時時的溶解度每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。此外，實施例15和16產(chǎn)物的硼溶解度(以最大的百分比計)隨時間的曲線顯示 在下表8中。
表8 實施例18將細碎的五水合四硼酸鈉(Neobor ex Borax Europe Limited, 78g)和高嶺土 (122g)在小混合器中干混。通過注射器緩慢加入水直到混合物形成塊。將所述塊在60°C 下加熱直到其完全干燥。將干燥的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至耐火粘土坩堝并置于電馬弗爐中。將該爐以 每分鐘8 10°C的速率加熱至最高為750°C的最大值，將此溫度保持90分鐘。隨后將爐關(guān) 掉，并將坩堝冷卻至此爐中的環(huán)境溫度。將產(chǎn)物移出，用塑料膜包裹，并用錘破碎。所得組合物是乳白色顆粒狀的不透明 物。所得組合物在外觀上與實施例1類似。按實施例1所述測定產(chǎn)物的硼溶解度。實施例19和20按照實施例18的方法，區(qū)別在于最大爐溫度分別為850°C和950°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定實施例18和19產(chǎn)物的硼溶解度。在實施例20的情況中，為了說明粒徑對溶解度/可浸出性的影響，將產(chǎn)物研磨和 分選為-325目，且其溶解度結(jié)果與如實施例20a確定的研磨和分選為100/+325的產(chǎn)物的 那些溶解度結(jié)果進行比較。制備10%漿料，并將其置于燒杯中，隨后將燒杯置于搖動器臺上 以275rpm攪拌材料。不時地取出等分試樣，并通過0. 45 μ m微孔過濾器。隨后按最大可獲 得的量計算進入溶液的硼的量(以百分比表示)。實施例18 20a中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表9 所示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表9中。表9 **1小時時的溶解度每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。此外，實施例18和19產(chǎn)物的硼溶解度 (以最大的百分比計)隨時間的曲線顯示在下表10中。表10 實施例21按照實施例18的方法，區(qū)別在于使用80g Neobor和120g高嶺土，且最大爐溫度 為 900"C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。隨后通過實施例1所述的方法測定產(chǎn)物的硼溶解度。實施例21中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表11所示。 測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表11中。表11 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。實施例22 24按照實施例18的方法，區(qū)別在于a.使用 500g Neobor 和 500g 高嶺土 ；和b.將爐在最大溫度保持60分鐘；所用最大爐溫分別為750°C、825°C和900°C。所得組合物在外觀上與實施例1類似。在每種情況中，為了說明粒徑對溶解度/可浸出性的影響，將產(chǎn)物研磨和分選 為-325目，且其溶解度結(jié)果與如實施例22a、23a和24a分別確定的研磨和分選為100/+325 的產(chǎn)物的那些溶解度結(jié)果進行比較。制備10%漿料，并將其置于燒杯中，隨后將燒杯置于搖 動器臺上以275rpm攪拌材料。不時地取出等分試樣，并通過0. 45 μ m微孔過濾器。隨后按 最大可獲得的量計算進入溶液的硼的量(以百分比表示)。
實施例22 24a中所用的原料比例需使得所形成氧化物的重量百分比如下表12 所示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度也顯示在下表12中。表12 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。此外，實施例22 24a產(chǎn)物的硼溶解度(以最大的百分比計)隨時間的曲線顯示 在下表13中。表 13 實施例25 58按照實施例1的方法，使用具有下表14所示組成的原料混合物和條件表 14 所得組合物在外觀上與實施例1類似。溶解度測試以下述方式進行將來自實施例25 58的煅燒顆粒使用臼和槌手工研磨，并通過60目篩。保留-60 目的材料；在150ml燒杯中將1. OOg以及磁力攪拌棒一起加入50ml室溫去離子水中，并置 于設(shè)定為5的常規(guī)攪拌板上。隨后將溶液通過稱量過的VWR級615濾紙真空過濾；記錄液 體溶液重量；記錄干燥一夜后固體殘留物重量，使用Malvern裝置將溶解度按每克1平方米 的表面積標(biāo)準化。實施例25 58中所用的原料比例使得所形成氧化物的重量百分比如下表15所 示。測出的所得產(chǎn)物的溶解度顯示在下表15中。表 15 每種情況中達到100%的余量由雜質(zhì)組成。實施例59將工業(yè)旋轉(zhuǎn)煅燒爐通過加熱和以18kg/h加入粉末高嶺土來調(diào)節(jié)一夜，并隨后通 過在進料開始前的1.6小時期間內(nèi)加入另外126kg游離高嶺土來進一步調(diào)節(jié)。進料在15 小時內(nèi)以180kg/h的速率加入。進料由95%顆粒和5%粉末高嶺土組成，所述顆粒具有組 合物(以重量計)45%高嶺土、25%石英、20% Neobor和10%硅灰石。煅燒爐中平均停留 時間是60分鐘。煅燒爐以2. 5rpm的恒定轉(zhuǎn)速運行。最熱點設(shè)計在煅燒爐的前端附近，且 研究兩個峰值溫度910°C和920°C。建立溫度梯度，使得出口溫度范圍為469°C 525°C。 包括旋風(fēng)分離器的空氣篩選體系收集高嶺土粉末和顆粒的混合物，且過濾器收集游離高嶺 土。制得2500kg產(chǎn)物，并使用常規(guī)研磨裝置研磨成所需粒徑。實施例60將工業(yè)旋轉(zhuǎn)煅燒爐通過加熱和隨后通過在進料開始前以146kg/h持續(xù)2小時加入 粉末高嶺土來調(diào)節(jié)一夜。進料在30小時期間內(nèi)以196kg/h的速率加入。進料由以146kg/ h速率加入的顆粒和以50kg/h速率加入的粉末高嶺土組成，所述顆粒具有組合物(以重量 計)45 %高嶺土、25 %石英、20 % Neobor和10 %硅灰石。煅燒爐中平均停留時間為60分 鐘 90分鐘。煅燒爐以2. 5rpm的恒定轉(zhuǎn)速運行。最熱點設(shè)計在煅燒爐的前端附近，且研 究三個峰值溫度940°C、960°C和980°C。建立溫度梯度，使得出口溫度為493°C 577°C。 包括旋風(fēng)分離器的空氣篩選體系收集高嶺土粉末和顆粒的混合物，且過濾器收集游離高嶺 土。將煅燒的產(chǎn)品使用常規(guī)研磨裝置研磨成所需粒徑。如在24小時測量冰按每克1平方 米的表面積標(biāo)準化，在950°C和60分鐘停留時間下制備的材料的硼溶解度是1. 50wt%，且 在950°C和90分鐘停留時間下制備的材料的硼溶解度是1. 33%。實施例61將工業(yè)旋轉(zhuǎn)煅燒爐(25m長和1. Im的內(nèi)徑)通過加熱和加入2. 6噸粉末高嶺土，和 隨后在開始進料前1小時期間內(nèi)加入200kg高嶺土來調(diào)節(jié)12小時。進料在36小時期間內(nèi) 以290kg/h的速率加入。進料由以250kg/h速率加入的顆粒和以40kg/h速率加入的粉末 高嶺土組成，所述顆粒具有組合物(以重量計)45%高嶺土、25%石英、20% Neobor和10% 硅灰石。煅燒爐中平均停留時間為6 8小時。煅燒爐以0. Srpm的恒定轉(zhuǎn)速運行。設(shè)計 在煅燒爐后端附近的最熱點溫度在709°C和890°C之間變化。將煅燒的產(chǎn)物使用常規(guī)研磨 裝置研磨成所需粒徑。如在24小時測量并按每克1平方米的表面積標(biāo)準化，材料的硼溶解 度是 0. 92wt%0實施例62使用工業(yè)輥道窯來煅燒組合物。將45%高嶺土、25%石英、20% Neobor和10% 硅灰石的粉末組合物(以重量計)使用常規(guī)工業(yè)水力磚壓制機以350kg/cm2的壓力壓成 5X10cm大小的磚。研究6mm和12mm的磚厚以及15wt%的水含量。將一些磚在 焙燒前預(yù)干燥，而其它通過預(yù)干燥步驟直接焙燒。將全部磚置于耐火載體上，并兩次焙燒，首先在540°C下以5. 4°C的熱速率增加，持續(xù)100分鐘，隨后在1050°C下持續(xù)50分鐘。將所 得磚使用常規(guī)研磨機研磨成所需粒徑。如在24小時測量并按每克1平方米的表面積標(biāo)準 化，所述材料的硼溶解度是1. 15wt%。實施例63按照實施例62成功制備出250X300mm尺寸和8mm厚的較大磚，并獲得相同的肯
定結(jié)果。實施例64使用工業(yè)輥道窯來煅燒組合物。使用由45%高嶺土、25%石英、20% Neobor和 10%硅灰石組成的第一層粉末組合物(以重量計)和第二層4mm高嶺土粉末來制備磚。所 述磚用常規(guī)工業(yè)水力磚壓制機以350kg/cm2的壓力壓成250X330X20mm的大小。這些磚因 其高厚度而顯示出一些疊層，但組合物層和高嶺土層之間的接合良好。將這些磚倒置并置 于金屬絲網(wǎng)上。將這些磚兩次焙燒，首先在540°C下以5. 4°C的熱速率增加，持續(xù)100分鐘， 隨后在1050°C下持續(xù)40分鐘和50分鐘。將所得磚用常規(guī)研磨機研磨成所需粒徑。實施例65將如實施例1所述的組合物樣品以1. 18%硼酸等價物(BAE)w/w的水平加入到實 驗室制得的OSB板中(3個板，每個尺寸約0. 5mX0. 5mX15mm厚)。此外，也制備用硼酸鋅 (BorogardZB)以1. 28% BAE量w/w處理的類似尺寸的OSB板。將來自每種板類型的6個單獨樣品切割(25mm的尺寸X 25mm厚度)，并浸在水下 2周。在浸出結(jié)束時，將樣品干燥并隨后進行破壞性試驗以測定浸出后硼含量。平均試驗結(jié) 果顯示，與損失40%初始硼的硼酸鋅處理的OSB樣品相比，用來自本發(fā)明的材料處理的OSB 樣品損失22 %的初始硼載量。實施例66白楊木材復(fù)合材料波紋狀硬紙板(OSB)使用pMDI樹脂制備，所述pMDI樹脂具有 Dehybor 硼酸鈉(Na2B4O7) ,Borogarcf ZB 硼酸鋅(2Ζη0 · 3Β203 · 3. 5Η20)、硬硼酸鈣石 (2Ca0 · 3B203 · 5H20)和來自實施例14的煅燒的低溶解度硼酸鹽組合物的低和高硼酸鹽防 腐劑載量。低硼酸鹽載量是0. 75% BAE (硼酸等價物)，且高載量是1. 5% BAE,以木材復(fù)合 材料的重量計。硼酸(H3BO3)等價物通常用于在含相等的硼的基礎(chǔ)上比較各種硼酸鹽。也 制備未處理的波紋狀硬紙板。在腐爛測試前，將一小塊板(6cmX15cm)從得到的較大板上切下。根據(jù)AWPA Ell 浸出測試，將這些小板末端密封并風(fēng)化。在此試驗中，將板浸在水中14天，其中水每48小 時更換。在風(fēng)化測試后，將這些小板干燥，并將測試樣品從板上切下。從每個風(fēng)化的板上共 計切下4個樣品(測得50mmX25mmX20mm)以用于腐爛測試。根據(jù)標(biāo)準歐洲腐爛測試方法ENl 13，測試從每個處理板上切下的4個樣品。將所述 樣品首先置于塑料容器內(nèi)，并在120°C下高壓處理30分鐘，以確保在單培養(yǎng)物腐爛測試前 滅菌。制備2. 0%鹽和2. 0%瓊脂的水溶液，并隨后在120°C下高壓處理30分鐘。使溶液 冷卻至50°C和80°C之間，并隨后倒入預(yù)高壓處理的French矩形罐(尺寸高度=7cm,寬/ 長=2cm)，每個罐約40ml。將所述罐放入恒溫箱中，并保持在26°C (士2°C)且觀察2天。 在確保這些罐無污染后，將其接種褐腐菌(Postiaplacenta)的成熟培養(yǎng)物(褐色腐朽菌)。將接種的罐在26°C (士2°C )下溫育，直到菌絲體覆蓋固體瓊脂培養(yǎng)基的2/3 9/10。將全部樣品置于無菌塑料網(wǎng)上以防止瓊脂接觸和水浸。隨后將高壓處理過的木材 復(fù)合材料樣品置于真菌培養(yǎng)物上。將罐蓋擰松以允許空氣交換。在將樣品加入培養(yǎng)物后， 將罐再次在26°C (士2°C)下溫育12周。在此周期后，將樣品從罐中取出，清洗并在40°C下 烘干3 4天，直到到達穩(wěn)定的木材重量。將全部測試樣品稱重，以測定因接觸真菌導(dǎo)致的 重量損失百分比。腐爛結(jié)果顯示在下表中，且以接觸真菌腐爛12周后木材復(fù)合材料樣品的平均重 量損失百分比表示。這些結(jié)果顯示，來自實施例14的低溶解度煅燒產(chǎn)品有效抑制了真菌腐 爛，此結(jié)果與其它硼酸鹽類產(chǎn)品相當(dāng)。獻權(quán)果擁12傾尉跌
權(quán)利要求
一種粉碎的多相含硼組合物，其中所述組合物通過以下方法獲得，所述方法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述混合物包括這樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的Al2O3、Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5～35％B2O3；10～65％SiO2；0～35％Al2O3；和最高為20％Na2O和/或最高為50％CaO；條件是當(dāng)其它含量如下時，所述B2O3含量不是10～18％40～65％SiO217～32％Al2O34～9％Na2O，和0～10％CaO，并隨后粉碎得到的組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，包括 2 20% Na2O，禾口 / 或(5 50% CaO。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 35% B2O3(10 65% SiO2 0 35% Al2O3 大于9 %到20 % Na2O,和/或 大于 10% 至Ij 50% CaO0
4.如權(quán)利要求1 3中任意一項所述的組合物，其中所述Al2O3含量是10 35wt%。
5.如前述權(quán)利要求中任意一項所述的組合物，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 35% B2O3(10 60% SiO2(10 35% Al2O3，和(9. 5% 15% Na2O，禾口 / 或(11 50% CaO0
6.如權(quán)利要求1 4中任意一項所述的組合物，其中所述氧化物的所述比例如下((20 35% Al2O3,和 5 16% Na2O0
7.如權(quán)利要求1 3中任意一項所述的組合物，其中所述氧化物的所述比例如下 10 30% B2O3(12 42% SiO2 0 25% Al2O3,和，30 50% CaO0
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 20% B2O3，45 65% SiO2 10 25% Al2O3 2 10% Na2O，4 20% CaO。
9.如前述權(quán)利要求中任意一項所述的組合物，其中所述混合物被加熱至700 1120°C。
10.一種用于制備粉碎的多相含硼組合物的方法，其中所述方法包括將顆粒形式的組 合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述組合物包括這樣的組分混 合物，所述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的 Al2O3^Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下，5 35% B2O3 ； 10 65% SiO2 ；0 35% Al2O3 ；和最高為20% Na2O和/或最高為50% CaO ； 條件是當(dāng)其它含量如下時，所述B2O3含量不是10 18% 40 65% SiO2 17 32% Al2O24 9% Na2O，和 0 10% CaO,并隨后粉碎得到的組合物。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化物的所述比例使所述形成的組合物包含 2 20% Na2O，禾口 / 或5 50% CaO。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 35% B2O310 65% SiO2 0 35% Al2O3 大于9 %到20 % Na2O,和/或 大于 10% 至Ij 50% CaO0
13.如權(quán)利要求10 12中任意一項所述的方法，其中所述氧化物的所述比例使所述形 成的組合物優(yōu)選包含10 35%的Al2O315
14.如權(quán)利要求10 13中任意一項所述的方法，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 35% B2O310 60% SiO2 10 35% Al2O3，和 9. 5% 15% Na2O，禾口 / 或11 50% CaO0
15.如權(quán)利要求10 13中任意一項所述的方法，其中所述氧化物的所述比例如下12 25% B2O3 25 55% SiO220 35% Al2O3,和 5 16% Na2O0
16.如權(quán)利要求10 12中任意一項所述的方法，其中所述氧化物的所述比例如下 10 30% B2O312 42% SiO2 O 25% Al2O3,和 30 50% CaO0
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氧化物的所述比例如下 5 ~ 20% B2O345 65% SiO2 10 25% Al2O3 2 10% Na2O4 20% CaO。
18.如權(quán)利要求10 17中任意一項所述的方法，其中所述混合物被加熱至700 1120°C。
19.如權(quán)利要求10 18中任意一項所述的方法，其中使用下述起始材料，所述起始材 料的重量以這些成分的總重量計硼酸鈉或硼酸10 60%石英 0 60%高嶺土 0 80%硅灰石 0 60%碳酸鈣0 50%氫氧化鈣 0 15%，條件是使用一些石英和/或一些高嶺土。
20.一種用于制備粉碎的多相含硼組合物的方法，所述方法包括在旋轉(zhuǎn)煅燒爐中在難 熔粉末存在下將顆粒形式的組合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度， 所述組合物包括這樣的組分混合物，所述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的 氧化物B2O3和SiO2以及可選的Al203、Na20和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述 氧化物的相對重量百分比如下·5~ 35% B2O3 10 65% SiO2 0 35% Al2O3·0 20% Na2O，禾口·0 50% CaO,并隨后粉碎得到的組合物。
21.一種用于制備粉碎的多相含硼組合物的方法，所述方法包括在輥道窯中將形成為 磚形的組合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述組合物包括這樣 的組分混合物，所述組分混合物能夠在所述加熱條件下產(chǎn)生成比例的氧化物B2O3和SiO2以 及可選的A1203、Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百 分比如下5 ~ 35% B2O310 65% SiO20 35% Al2O30 20% Na2O，禾口0 50% CaO。并隨后粉碎得到的組合物。
22.如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中使用下述起始材料，所述起始材料的重量以 這些成分的總重量計硼酸鈉或硼酸10 60%石英 0 60%高嶺土 0 80%硅灰石 0 60%碳酸鈣0 50%氫氧化鈣 0 15%，條件是使用一些石英和/或一些高嶺土。
23.一種粉碎的多相含硼組合物的應(yīng)用，其中所述組合物可通過以下方法獲得，所述方 法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述混合物包括這 樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的 Al2O3^Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5 ~ 35% B2O3 10 65% SiO2 0 35% Al2O3 0 20% Na2O，禾口 0 50% CaO所述組合物作為硼源用在重粘土基體、玻璃和纖維玻璃中；用在農(nóng)業(yè)中；用作木材防 腐劑和殺蟲劑；用在聚合物和橡膠中；用在木材中，包括木材-塑料、復(fù)合材料；用作阻燃 劑；用在膨脹性材料中；用在油漆和聚合物涂料中；用在肥皂和去污劑中；用在化妝品中； 用在工業(yè)流體中；用在鋼渣中；用在水處理中；以及用在石膏墻板中。
24.如權(quán)利要求23所述的應(yīng)用，其中使用了如權(quán)利要求1 9中任意一項所述的含硼 組合物。
25.一種釉料組合物，包括如權(quán)利要求1 9中任意一項所述的含硼組合物。
26.如權(quán)利要求25所述的釉料組合物，還包含不含硼的玻璃料。
27.如權(quán)利要求1 9中任意一項所述的含硼組合物在釉料組合物中的應(yīng)用。
28.—種對陶瓷物品上釉的方法，所述方法包括向所述陶瓷物品的表面涂布如權(quán)利要求25或26所述的釉料組合物，并焙燒所述陶瓷物品。
全文摘要
本發(fā)明涉及含硼組合物。本發(fā)明涉及粉碎的多相含硼組合物，其中所述組合物可通過以下方法獲得，所述方法包括將混合物加熱高至足以發(fā)生煅燒但不足以形成均相熔體的溫度，所述混合物包括這樣的組分，所述組分能夠在所述加熱條件下形成成比例的氧化物B2O3和SiO2以及可選的Al2O3、Na2O和/或CaO，使得基于所述氧化物的總重量，所述氧化物的相對重量百分比如下5～35％B2O3；10～65％SiO2；0～35％Al2O3；和最高為20％Na2O和/或最高為50％CaO；條件是當(dāng)其它含量為40～65％SiO2、17～32％Al2O3、4～9％Na2O以及0～10％CaO時，所述B2O3含量不是10～18％，并隨后粉碎得到的組合物。通過改變這些成分的比例和加熱條件，可根據(jù)所希望的產(chǎn)品應(yīng)用獲得不同硼溶解度特性的產(chǎn)品。此類組合物可作為硼源用在陶瓷和重粘土基體、玻璃和纖維玻璃中；可用在農(nóng)業(yè)中；可用作木材防腐劑和殺蟲劑；可用在聚合物和橡膠中；用在木材中，包括木材-塑料復(fù)合材料；可用作阻燃劑；可用在膨脹性材料中；可用在油漆和涂料中；可用在肥皂和去污劑中；可用在化妝品中；可用在工業(yè)流體中；可用在鋼渣中；可用在水處理中；并可用在石膏墻板中，以及可用在釉料中。
文檔編號C03C3/091GK101932534SQ200880123515
公開日2010年12月29日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者西蒙·格雷格森·庫克 申請人:美國硼砂集團