改性三氧化二锑技术应用现状
发布日期:2023/5/30 14:14:59
目前,普通的三氧化二锑颗粒粒度粗糙、与材料间的相容性差,作为阻燃剂使用燃烧时会使发烟量增大、材料的力学性能降低等缺点。因此,为了克服这些缺点,科学家相继开发了一些改性三氧化二锑技术,通过改变其结构和尺寸来改变其在聚合物中的分散及阻燃效果。
超细化
超细化:三氧化二锑本身为白色粉末,熔点为654℃,和卤系阻燃剂混合使用,其颗粒一般越细,阻燃效果越好。由于锑系材料对合成材料的物理机械性能和光学性能有较大的影响,加之使用量较大,且不易在材料中均匀分散,导致合成材料在燃烧时会产生较大的黑烟,使锑系阻燃剂在合成材料中的使用范围受到很大限制。因此,对氧化锑的超细化(甚至纳米化)、复合化以及表面处理等方面的研究日益为人们所重视。
黎明等用高频等离子体法制备纳米三氧化二锑,制备的球形颗粒平均粒径为30nm,颗粒间分散性较好。
袁海兵等研究了纳米三氧化二锑的表面处理技术、母粒制备技术对阻燃聚丙烯的力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,加入钛酸酯偶联剂处理的纳米三氧化二锑母粒可提高复合材料的综合物理力学性能和阻燃性能。
表面改性
表面改性:锑系材料一般与高聚物的相容性较差,不易在高分子材料中分散,往往会较大程度恶化高分子基体的加工性能和制品的物理机械性能,因此,需要对其进行改性处理。常用的表面处理和复合技术有表面活性剂法、偶联剂法和聚合物法等。
Devine采用阴离子和阳离子表面活性剂处理纳米氧化锑,制备出了氧化锑的复合微粒,将其加入ABS树脂中,复合微粒的分散性能理想。
谭菁等利用原位乳液聚合法在纳米氧化锑表面接枝一层聚甲基丙烯酸甲酯,有效解决了纳米氧化锑的团聚问题。
复合型
复合型:近年来,由于微纳粒子特殊的尺寸效应及其在聚合物分散中的优势,采用无机粒子杂化的方法也引起了研究者的兴趣。
杨勇等通过硅灰石(CaSiO3)和Sb2O3 杂化制备了超细颗粒(CaSiO3/Sb2O3),并将其与十溴二苯基乙烷复配,研究其对尼龙 6 阻燃性能的影响。结果表明,12份的复合颗粒可代替 6 份的Sb2O3,满足工业上对尼龙 6 材料的阻燃要求,同时可以延缓熔滴的产生。此外,复合颗粒的加入还可提高 PA6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能。
未来Sb2O3在尼龙 6 中的发展趋势是:
1)通过细化粒径来降低 Sb2O3 用量,优化其阻燃综合行为;
2)通过表面改性改善 Sb2O3 与聚合物基体的相容性,从而改善其在聚合物中的分散性;
3)与无卤阻燃剂复配,提高阻燃效率,同时减少烟释放;
4)与其他无机阻燃剂杂化,制备无机杂化阻燃剂,在不损失材料力学性能的前提下提高材料的阻燃性能。