專利名稱：銻基復(fù)合阻燃增效劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機阻燃劑，尤其是銻基復(fù)合阻燃劑產(chǎn)品及其制備方法。
Sb2O3是塑料、橡膠、紡織物、紙張、涂料等的阻燃增效劑。當(dāng)與鹵素阻燃劑配合使用時，能使阻燃效果增強，然而添加Sb2O3后，會使被阻燃物的發(fā)煙量增加。為此，人們采取將Sb2O3與其它金屬氯化物或鹽類進行復(fù)配，形成一種既能提高阻燃效果，又減少發(fā)煙量的復(fù)合阻燃增效劑。目前無機復(fù)合阻燃增效劑的制備方法，主要有機械混合法與化學(xué)共沉淀法兩大類。機械混合法設(shè)備簡單，易于操作，然而要求每種氧化物的粒度及粒度分布范圍較嚴格，由于其粒度難于達到要求，往往是混合不均勻，且在混合過程中氧化物表面性質(zhì)有改變，影響產(chǎn)品的物理性能，尤其是混合過程中，粉塵飛揚，影響操作人員的健康與周圍環(huán)境；而化學(xué)沉淀法一般是將Sb2O3用鹽酸溶解，然后與某種金屬的鹽類或金屬氧化物水解沉淀，以制備復(fù)合阻燃增效劑。后一種方法雖克服了機械混合法的某些缺點，但卻增加了專用設(shè)備的投資，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本亦較高。
本發(fā)明的目的便是針對上述缺點，提供一種粒度細、混合均勻的高效抑煙銻基復(fù)合阻燃增效劑及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是充分利用現(xiàn)有濕法制備銻白的生產(chǎn)工藝(主要過程為浸出、水解、中和脫氯，如

圖1所示)和化學(xué)沉淀法制備復(fù)合阻燃增效劑的生產(chǎn)工藝(主要過程為酸溶、水解沉淀、中和脫氯)的相似性，在濕法制取銻白(Sb2O3)的工藝過程中，利用其中間產(chǎn)品氯氧銻(SbOCl)為原料，同時加入其它某一種或兩種金屬氧化物或金屬鹽類，在氨解脫氯或水解共沉淀中使兩種或三種金屬氧化物或金屬鹽類在沉淀過程中相互混勻，從而制得粒度細、混合均勻的產(chǎn)品，工藝流程如圖2所示。
本發(fā)明的技術(shù)方案，根據(jù)復(fù)合物種類及其性質(zhì)不同，可采取以下兩種實施方法其一、依據(jù)一定量的氯氧銻(SbOCl)，加水調(diào)漿，然后按配比加入一定量的某一種或兩種其它金屬氧化物或金屬鹽類，使其液固比為5～6，在攪拌下加熱，當(dāng)溶液溫度升至70～80℃時，緩慢地加堿(NaOH、Na2CO3或氨水等)進行中和反應(yīng)，當(dāng)溶液pH值達到7～9時再保溫反應(yīng)30min，趁熱過濾、洗滌，再將濾餅置于70～80℃的干燥箱中烘干，即得銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品，經(jīng)冷卻包裝后送進成品庫。
2.依據(jù)一定量的氯氧銻，用鹽酸溶解，在攪拌的條件下，以一定的速度按配比加入一定量的某一種或兩種金屬鹽溶液進行共沉淀反應(yīng)，使溶液保持60～80℃的溫度，當(dāng)溶液加完后，用堿液(NaOH、Na2CO3或氨水等)調(diào)PH值至7～9，再保溫反應(yīng)30min，然后過濾、洗滌，再將濾餅置于70～80℃的干燥箱中烘干，即得銻基復(fù)合阻燃增效劑制品，經(jīng)冷卻包裝后送進成品庫。
按照以上兩種方法制得的銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品包括兩類化合物復(fù)合體系，其中一類產(chǎn)品是由兩種化合物復(fù)合而成，例如Sb2O3-ZnO、Sb2O3-Al(OH)3、Sb2O3-ZnSn(OH)6、Sb2O3-BiOCl、Sb2O3-ZnNH4PO4、Sb2O3-SnO2、Sb2O3-La2O3、Sb2O3-ZB(硼酸鋅)、Sb2O3-MgO等；另一類產(chǎn)品是由三種化合物復(fù)合而成，例如Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4、Sb2O3-ZnSn(OH)6-MgO、Sb2O3-Al(OH)3-SiO2Sb2O2-SnO2-SiO2、Sb2O3-SnO2-ZB、Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZB等。硼酸鋅的化學(xué)分子式一般為2ZnO 3B2O33.5H2O，為簡化起見，用ZB表示。
這些銻基復(fù)合阻燃增效劑加入到PVC塑料中，具有良好的阻燃、抑煙效果。例如在PVC的基本配方(PVC100克，三鹽基硫酸鉛6克，硬酯酸鋇2克，DOP50克)中，加入10克本發(fā)明的某種銻基復(fù)合阻燃增效劑，氧指數(shù)達31～34，并且極大地減少了PVC燃燒時的發(fā)煙量。而不加銻基復(fù)合阻燃增效劑的空白樣的氧指數(shù)僅為25.4。
本發(fā)明的優(yōu)點是將銻基復(fù)合阻燃增效劑合成工藝與現(xiàn)有濕法制取銻白工藝結(jié)合起來，利用同一主體設(shè)備，適當(dāng)改變技術(shù)條件，即可生產(chǎn)多種銻基阻燃增效劑產(chǎn)品，而且所制得的產(chǎn)品粒度細、混合均勻，對染物的潤濕性能好，阻燃、抑煙效果好。因此既擴大了銻冶煉企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高了企業(yè)對市場需求的應(yīng)變能力；又簡化了銻基復(fù)合阻燃增效劑的生產(chǎn)工藝，減少了設(shè)備投資，降低了生產(chǎn)成本，有利于產(chǎn)品的市場競爭。
圖1為現(xiàn)有濕化制取銻白(Sb2O3)工藝流程圖。
圖2為制備銻基復(fù)合阻燃增效劑工藝流程圖。
基于上述兩種實施方法，現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例進一步闡明本發(fā)明的具體實施方案。如下列出8個實施例(含15種產(chǎn)品)作為本發(fā)明的補充，其中相關(guān)的實施例均可達到本發(fā)明方法的要求，但實施例中的數(shù)據(jù)不一定是最佳的數(shù)值。
實施例1、Sb2O3-ZnO或Sb2O3-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶ZnO的重量比為3∶1換算后稱取SbOCl與ZnO并混合加水調(diào)漿，加熱至80℃左右，用NaCO3水溶液調(diào)pH值至8，恒溫攪拌30min后過濾，濾餅用熱水洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-ZnO銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為31～32，燃燒時，發(fā)煙量明顯減少。
或按Sb2O3∶ZB的重量比為1∶1.5換算后稱取SbOCl和ZB，合成Sb2O3-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值為31.5～33，發(fā)煙量顯著減少。
實施例2、Sb2O3-SnO2-SiO2或Sb2O3-Al(OH)3-SiO2銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶SnO2∶SiO2的重量比為2∶1∶1.5換算后稱取SbOCl、Na2SnO3和Na2SiO3，分別將SbOCl溶于鹽酸制得SbCl3溶液，Na2SnO3和Na2SiO3溶于去離子水中，然后將三種溶液分別加熱到70℃，在攪拌情況下，將Na2SnO3及Na2SiO3溶液同時加入SbCl3溶液中進行反應(yīng)，當(dāng)Na2SnO3與Na2SiO3溶液加完后，用氨水調(diào)PH值至8，通過70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-SnO2-SiO2銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為31～32，燃繞時，發(fā)煙量顯著減少。
或按Sb2O3∶Al(OH)3∶SiO2重量比為2∶1.5∶1.5合成Sb2O3-Al(OH)3-SiO2銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值為31～31.5，燃燒時，發(fā)煙量減少。
實施例3、Sb2O3-ZnSn(OH)6或Sb2O3-ZnNH4PO4、或Sb2O3-BiOCl銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶ZnSn(OH)6的重量比為1∶1換算后稱取SbOCl、ZnSO4及Na2SnO3，將ZnSO4溶于去離子水中與SbOCl一起調(diào)漿，將Na2SnO3溶于去離子水中，并分別加熱至70℃，在攪拌情況下將Na2SnO3溶液快速加入到ZnSO4與SbOCl漿液中，加完后用氨水調(diào)pH值至7.5，通過70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-ZnSn(OH)6銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為32～34，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
或按Sb2O3∶ZnNH4PO4的重量比為1.5∶1合成Sb2O3-ZnNH4PO4、或按Sb2O3∶BiOCl的重量比為3∶1合成Sb2O3-BiOCl銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值分別為32～33和31～31.5，燃燒時，發(fā)煙量均明顯減少。
實施例4、Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶ZnSn(OH)6∶ZnNH4PO4的重量比為2∶1∶1.5換算后稱取SbOCl、Na2SnO3和ZnSO4及Na3PO4，將Na2SnO3、ZnSO4、Na3PO4分別溶于去離子水，并將ZnSO4溶液與SbOCl調(diào)漿，分別加熱至70℃，然后將Na2SnO3溶液和Na3PO4(70℃)與氨水同時加入SbOCl漿液中，加完后，用氨水調(diào)pH值至9，通過70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為32～33.5，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
實施例5、Sb2O3-ZnSn(OH)6-MgO或Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶ZnSn(OH)6∶MgO的重量比為2∶1∶0.5換算后稱取SbOCl、Na2SnO3和ZnSO4及MgO，將Na2SnO3、ZnSO4分別溶于去離子水，并將ZnSO4溶液與SbOCl和MgO調(diào)漿，分別加熱至70℃，然后將Na2SnO3溶液(70℃)緩慢加入到含SbOCl的混合漿液中，然后用氨水調(diào)pH值至7.5，并以70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)熱水洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-ZnSn(OH)6-MgO銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為32～33，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
或按Sb2O3∶ZnSn(OH)6∶ZB的重量比為1∶1∶1合成Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值為32～33.5，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
實施例6、Sb2O3-SnO2-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶SnO2∶ZB的重量比為2∶1∶2換算后稱取SbOCl、Na2SnO3和ZB，并將SbOCl溶于鹽酸制得SbCl3溶液，Na2SnO3溶于去離子水中，然后將兩種溶液分別加熱到70℃，在攪拌情況下，將Na2SnO3溶液加入SbCl3溶液中進行反應(yīng)，然后加入ZB，再用氨水調(diào)PH值至8，并以70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)熱水洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-SnO2-ZB銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為31～32，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
實施例7、Sb2O3-La2O3或Sb2O3-MgO銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶La2O3的重量比為3∶2換算后稱取SbOCl與La2O3混合加水調(diào)漿，加熱至80℃左右，用氨水調(diào)pH值至8，并以80℃恒溫攪拌30min后過濾，濾餅用熱水洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-La2O3銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為31～32，燃燒時，發(fā)煙量明顯減少。
或按Sb2O3∶MgO的重量比為4∶2換算后稱取SbOCl與MgO合成Sb2O3-MgO銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值為31～32，燃燒時，發(fā)煙量明顯減少。
實施例8、Sb2O3-SnO2或Sb2O3-Al(OH)3銻基復(fù)合阻燃增效劑按Sb2O3∶SnO2的重量比2∶1換算后稱取SbOCl、Na2SnO3，并將SbOCl溶于鹽酸制得SbCl3溶液，同時將Na2SnO3溶于去離子水中，然后將兩種溶液分別加熱至70℃，在攪拌情況下將Na2SnO3加入SbCl3溶液中進行反應(yīng)，然后用氨水調(diào)pH值至7，并以70℃恒溫反應(yīng)30min后過濾，濾餅經(jīng)熱水洗滌后，在80℃溫度條件下烘干，即得Sb2O3-SnO2銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品10克加入PVC基本配方中，測定其氧指數(shù)值為31.5～32.6，燃燒時，發(fā)煙量顯著減少。
或按Sb2O3∶Al(OH)3的重量比為4∶1換算后稱取Sb2O3與Al(OH)3合成Sb2O3-Al(OH)3銻基復(fù)合阻燃增效劑的方法同上，測定其氧指數(shù)值為31～31.5，燃燒時，發(fā)煙量明顯減少。
權(quán)利要求
1.一種銻基復(fù)合阻燃增效劑的制備方法，包括酸溶、同時加入某種金屬氧化物或金屬鹽類進行水解沉淀、中和脫氯、過濾、洗滌、烘干，其特征在于利用濕法制取銻白工藝過程中的中間產(chǎn)品氯氧銻為原料，同時加入某一種或兩種金屬氧化物或金屬鹽類，在氨解脫氯或水解共沉淀過程中使兩種或三種物質(zhì)在共沉淀中自行相互混勻，依據(jù)復(fù)合物種類及其性質(zhì)不同可采取如下兩種制備方法其一、將所得的氯氧銻加水調(diào)漿，然后按比例加入其它某一種或兩種金屬氧化物或金屬鹽溶液，控制其液固比為5～6，在攪拌下加熱，當(dāng)溶液溫度升至70～80℃時，緩慢加入堿液(NaOH、Na2CO3或氨水)進行中和反應(yīng)，控制溶液PH值為7～9，保溫反應(yīng)30min，趁熱過濾、洗滌，將濾餅置于70～80℃的干燥箱中烘干以制取相應(yīng)的產(chǎn)品；其二、將所得的氯氧銻加鹽酸溶解，在攪拌的條件下，按比例以一定的速度加入某一種或兩種其它金屬鹽溶液進行共沉淀反應(yīng)，保持溶液溫度為60～80℃，然后加入堿液(NaOH、Na2CO3或氨水)并控制溶液PH值為～9，保溫反應(yīng)30min后經(jīng)過濾、洗滌，再將濾餅置于70～80℃的干燥箱中烘干以制取相應(yīng)的產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述方法制得的銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品，其特征在于按其各自相應(yīng)配比和控制條件所制得的銻基復(fù)合阻燃增效劑產(chǎn)品包括兩種化合物復(fù)合體系和三種化合物復(fù)合體系，其中兩種化合物復(fù)合體系包括Sb2O3-ZnO、Sb2O3-Al(OH)3、Sb2O3-ZnSn(OH)6、Sb2O3-BiOCl、Sb2O3-ZnNH4PO4、Sb2O3-SnO2、Sb2O3-La2O3、Sb2O3-ZB、Sb2O3-MgO產(chǎn)品；三種化合物復(fù)合體系包括Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZnNH4PO4、Sb2O3-ZnSn(OH)6-MgO、Sb2O3-Al(OH)3-SiO2、Sb2O3-SnO2-SiO2、Sb2O3-SnO2-ZB、Sb2O3-ZnSn(OH)6-ZB產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及銻基復(fù)合阻燃增效劑及其制備方法。本發(fā)明利用濕法制取銻白工藝的中間產(chǎn)品氯氧銻為原料，使之和其它金屬氧化物或金屬鹽類在氨解脫氯或水解過程中進行共沉淀反應(yīng)，從而制得微細的、混合均勻的銻基復(fù)合阻燃增效劑，既挖掘了原有設(shè)備潛力、降低了生產(chǎn)成本，又增加了企業(yè)的產(chǎn)品品種。所制得的銻基復(fù)合阻燃增效劑包括兩種化合物復(fù)合體系和三種化合物復(fù)合體系，將其加入PVC阻燃劑中，其氧指數(shù)值可達31～34，并有顯著的抑煙效果。
文檔編號C09K21/00GK1162004SQ96118090
公開日1997年10月15日 申請日期1996年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月5日
發(fā)明者趙瑞榮, 石西昌 申請人:中南工業(yè)大學(xué)