化工科技市场
第 33卷第 11期
表 3 SbC l3在溶剂中的质量浓度对 Sb2 O3产率的影响
质量浓度 ( SbC l3 ) / ( g# mL- 1 )
VHC l B V 无 水乙醇
T /K
产率 /%
0. 16
1B1
318
86. 1
0. 24
1B1
318
ห้องสมุดไป่ตู้94. 3
0. 32
1B1
318
93. 9
称取一定量的 Sb2 O3, 加入盛有去离子水的锥 形瓶中, 在磁力搅拌器上进行搅拌, 控制改性温度, 加入表面改性剂 ) ) ) 硬脂酸钠, 改性一段时间后, 过 滤, 干燥, 得到改性后的 Sb2 O3粉体。 1. 3 分析表征 1. 3. 1 Sb2 O3的产率的计算
用实际得到的 Sb2 O3的质量除以按理论计算应 该得到的 Sb2 O3的质量, 即得 Sb2 O3的产率。 1. 3. 2 性能测试
* 基金项目: 唐山师范学院科学研究基金项目 ( 10B04) 。
1 实验部分
1. 1 试剂和仪器 试剂: SbC l3 ( A. R, 中国上海试剂四厂 ); 无水乙
醇 ( A. R, 唐山市路北区化工厂 ) ; 液体石蜡 ( C. R, 天 津市凯通化学试剂有限公司 ) ; 质量分数为 37% 的 盐酸 ( A. R, 唐山市路北区化工厂 ) ; 硬脂酸钠 ( C. R, 天津市天大化工实验厂 )。
Sb2O 3属于无机添加型阻燃剂, 阻燃剂与高分子 材料结合时, 由于存在界面差异, 所以它们之间的相 容性较差, 导致材料机械性能降低。为了提高 Sb2 O3和高分子材料之间的亲和力和相容性, 对 Sb2 O 3 颗粒进行表面处理是必要的。
本实验采用水解法制备 Sb2 O3, 并对其进行表 面改性研究。
活化指数 ( H ) = ( 样品中漂浮质量 /样品的总质量 ) @ 100%
3 )阻 燃性 能的测 试 氧指数 [ 5] 是指试样在 N2和 O2的混合气体中维 持继续燃烧所需要的最低氧浓度。现在中国生产的 氧指数测定仪常见的有两种类型 [ 6] 。 1) 采用氧气、 氮气转子流量计组成的控制和测试系统; 2) 采用计 算机和电子流量计组成的控制和测试系统。本实验 采用的是第一类仪器, 即将试样处于流动的氧气和 氮气的混合气氛中, 测定刚好能维持有烟燃烧时的 最小氧浓度, 以体积分数表示。氧指数测定所用的 试样尺寸为 100 mm @ 6. 5mm @ 3 mm, 按 GB 2406) 1980标准在 HC - 2型氧指数测定仪上进行测试。
VHC l B V 无 水乙醇 质量浓度 ( SbC l3 ) / ( g# m L- 1 ) T / K
1B2
0. 24
318
1B1
0. 24
318
2B1
0. 24
318
产率 /%
87. 2 94. 3 87. 4
由表 1可知, 混合溶剂中 VHCl B V 无水乙醇 的值太 大或太小都 不利于 Sb2 O 3产 率的提 高。因 为用浓 HC l作 溶剂和 用无 水乙 醇作 溶剂 对 SbC l3的 水解 有不同的影响, SbC l3水解的环境不同, 会使 Sb2 O 3的 产率不同。实验结果表明, VHC l B V无水乙醇 最佳值是 1B1。 2. 1. 2 反应温度对 Sb2O 3的产率的影响
向 250 mL 的三口烧瓶中加入一定量的无水乙 醇和质量分数为 37% 的 HC ,l 控制一定的反应温度, 将一定量的 SbC l3晶体溶于其中, 再向溶液中滴入一
2010年 11月
刘立华: 三氧化二锑阻燃剂的制备及表面改性研究
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定量的去离子水, 并不断搅拌, 直至不再产生沉淀, 然后过滤, 干燥, 得到 Sb2O 3。 1. 2. 2 Sb2 O3的表面改性
1 )吸 油值 的测定 称取 一 定量 的 Sb2 O3 粉 体置 于玻 璃 片 上, 向 Sb2O3粉体上滴加 DOP ( 邻苯二 甲酸二辛酯 ) , 用药 匙研压使之成团不散, 测定吸油值。 2 )活 化指 数的测 定 将一定量的 Sb2 O3 改性粉体加入水中, 充分搅 拌后, 溶液静置澄清时漂浮的 Sb2 O3的质量与 Sb2 O 3 总质量的比值称为活化指数 [ 3 ] 。 测定方法: 选用分液 漏斗为容器, 向其中 加入 100 mL 蒸馏水, 取改性后 的 Sb2 O3粉体 5g 加入其 中, 反复振荡 100次, 静置 1 h, 然后打开活塞放出沉 于底部的样品, 烘干称重, 用原称取的质量 ( 5 g ) 减 去沉降于底部的样品的质量, 即可得到漂浮部分的 质量 [ 4] 。
2 结果与讨论
2. 1 影响 Sb2 O3产率的因素
2. 1. 1 溶剂中各组分的体积之比对 Sb2O3产率的 影响
表 1为溶剂中质量分数为 37% 的 HC l和无水
乙醇的体积之比对 Sb2O 3产率的影响。
表 1 溶剂中质量分数为 37% 的 HC l和无水乙醇的体积
之比对 Sb2O3产率的影响
化工科技市场
第 33卷第 11期
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CH EM ICAL TECHNOLOGY MARKET
2010年 11月
三氧化二锑阻燃剂的制备及表面改性研究*
刘立华
(唐山师范学院化学 系, 河北唐山 063000)
摘 要: 以三氯化锑为原料 , 采用水解法制备三氧化二锑, 系统地研究了影响三 氧化二锑产 率的各种 因素。为 改善三氧化二锑与非极性聚合物材料结合力较差的情 况, 对 三氧化 二锑进 行了表 面改性 研究, 将其与 氢氧化 镁阻 燃剂进行复配, 研究了阻燃协效 剂对软质 PVC体系的阻燃 性能的影 响。实验结果表 明, 三 氧化二锑的 制备的 最佳 工艺条件是 VHCl B V无水乙醇 = 1B1, 反应温 度是 318 K, 三氯化锑初始 反应质量浓度为 0. 24 g /mL。改性后的三氧 化二 锑大大提高了软质 PVC 体系的阻燃性能。
固定反应条件 VHC l BV 无水乙醇 = 1B1, 反应温度为 318 K。改变 SbC l3的质量浓度来进行实验, 确定产 率最大时 SbC l3的质量浓度, 结果如表 3中所示。由 表 3可以得出, SbC l3在溶剂中的质量浓度太高或太 低, 都不利于粒径较小的 Sb2 O3的生成。
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仪器: SYP - S玻璃恒温水浴 ( 南京桑力电子设 备厂 ); JJ- 1精密定时电动搅拌器 ( 江苏省金坛市 荣华仪器制造有限公司 ); 85- 2A 恒温磁力搅拌器 ( 常州澳华仪器有限公司 ) ; HC - 2型氧指数测定仪 ( 江宁分析仪器厂 ) 。 1. 2 实验方法 1. 2. 1 Sb2O 3的制备
固定反应条件为 VHC l B V 无水乙醇 = 1B1, 加入的 SbC l3晶体的质量为 7. 20 g。改变反应温度来进行 实验, 结果如表 2中所示:
表 2 反应温度对 Sb2O 3产率的影响
T /K
VHC l B V 无水 乙醇
质量浓度 ( SbC l3 ) / ( g# mL - 1 )
产率 /%
308
1B1
0. 24
86. 9
318
1B1
0. 24
94. 3
328
1B1
0. 24
89. 6
由表 2可以看出, 反应温度对 Sb2 O3的产率的 影响很大, 温度太高或太低都不利于 Sb2O3的生成。
在单因素实验中, 当温度升高时, Sb2 O3沉淀迅 速产生。这是因为随着温度的升高, 生成晶核的速 度加快, 晶体生长速度的相应的加快。当反应温度 较高时, Sb2 O3的溶解度较大, 沉淀粒子的相对饱和 度较小, 这就使晶体的生成速度大于晶体的成核速 度, 易于生成较大粒径的 晶体, 不利 于粒径较小的 Sb2 O3的生成, 而粒径较小的 Sb2 O 3阻燃性较好; 当 温度太低时, 不利于 SbC l3晶体的溶解, 使 SbC l3不能 均匀的溶解在溶剂中, 势必会影响 SbC l3的水解。只 有反应处于合适的温度时, Sb2O3的产率才会达到最 大。因此确定最佳反应温度是 318 K。 2. 1. 3 SbC l3的质量浓度对 Sb2 O3产率的影响
K ey w ords: antim ony tr iox ide; preparation; sur face mod ification
随着现代科学技术的发展, 塑料、橡胶、纤维等 高分子材料已被广泛应地用于生活生产中, 然而这 些高分子材料绝大多数具有易燃或可燃的特点, 燃 烧时会产生浓烟和大量致命的有毒气体。这些问题 直接促进了世界各国阻燃化学品的研究开发和生产 使用 [ 1] 。中国阻燃剂的比例 与世界发达国 家和地 区相比, 消费结构相差甚大, 目前国外的阻燃剂已趋 于无机阻燃剂为主, 而中国还是以污染较大、毒性较 高的卤系阻燃剂为主。中国应不断加快无机阻燃剂 的开发应用 [ 2] 。
关键词: 三氧化二锑; 制备; 表面改 性 中图分类号: T S195. 2+ 4 文献标 识码: A 文章编号: 1009- 4725( 2010) 11- 0024- 03
S tudy on preparation and surface m od ification of antim ony trioxide
L iu L ihua
(Chem istry D epartm ent, T ang shan T eacher s College, T ang shan 063000, China )
Ab stract: Preparation o f antim ony tr iox ide w as stud ied by hydro ly sis m ethod w ith an timony trich lo ride as raw m ater-i a ls, seve ra l factors influenc ing produc tiv ity ra te w ere discussed in prepa ra tion. A ntim ony tr iox ide m ust be m odified to improve com pa tility betw een an tim ony tr iox ide and non- po la r po lym er. Com plex o fA ntim ony triox ide and m agnesium hydroxide flam e retardant w as m ade and e ffect of flam e retardant synerg ist on flam e retardancy o f flex ib le po lyv iny l ch lo ride ( PVC) system w as stud ied. Experim ental results show ed that the best condition in preparation of antim ony triox ide w as V ( HC l) BV ( CH3 CH2OH ) = 1B1, reaction temperature w as 318 K, and in itia l concentration of antimony tr ich lor ide w as 0. 24 g /mL. T he flame re tardancy of flex ib le PVC system could be improv ed m arked ly by m odified an timony tr iox ide.