一种聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法。是以微米级三氧化二锑粉末为原料，加入蒸馏水制备成浆液并超声或剪切乳化分散、与聚乙烯醇溶液在一定条件下反应后制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑。本发明专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)发明专利技术采用聚乙烯醇水溶液进行改性，为湿法改性。(2)本发明专利技术对三氧化二锑的水基浆液进行预处理，预处理方法为超声波发生器或剪切乳化试验机。(3)本发明专利技术制备的改性三氧化二锑以水基分散液的状态存在，使用时易于添加。(4)应用方向和方法不同：本发明专利技术制备的改性三氧化二锑以水基分散液的状态存在，用于水基胶乳/乳液高分子复合材料，尤指水基胶乳/乳液高分子复合材料阻燃制品制备领域。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法
本专利技术涉及一种阻燃协效剂及其制备方法，具体为一种聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法。可用于水基胶乳/乳液高分子复合材料，尤指水基胶乳/乳液高分子复合材料阻燃制品制备领域。
技术介绍
三氧化二锑是一种重要的无机阻燃剂，与卤素化合物并用，具有优异的阻燃效能。三氧化锑在树脂基聚合物复合材料、橡胶基聚合物复合材料及纤维增强复合材料的阻燃改性中获得广泛应用。由于三氧化二锑为白色晶体、比重高(5.67)，工业产品的粒径大(为微米结构)，所以其在水基胶乳/乳液高分子复合材料中应用时，存在三氧化二锑容易沉降，浸渍整理液阻燃性能不稳定的问题。本专利技术的目的，就是针对工艺微米级三氧化二锑，制备一种聚乙烯醇改性三氧化二锑，在水基胶乳/乳液中具有好的分散性、耐沉降性和均匀的阻燃稳定性；改性工序简单，改性产品可直接应用，有效地提高了改性和制备效率。公开号为CN102604430A的中国专利文献公开了一种铝酸酯改性三氧化二锑及其制备方法，将粒径为1-6μm的三氧化二锑，在5-50kW/m2的微波场中预处理1-5min；然后将预处理三氧化二锑100份与铝酸酯偶联剂0.5-3份混合，在温度110-130℃、搅拌速度800-1500r/min、改性时间10-30min的条件下，制备出铝酸酯改性三氧化二锑。该制备方法为干法改性、存在改性效果均匀性差异较大的问题；改性产品以固体颗粒形式存在，主要用于塑料混合阻燃改性，不适用于水基胶乳/乳液的阻燃改性。公开号为CN103224716B的中国专利文献公开了一种钛酸酯改性三氧化二锑及其制备方法，将粒径为0.5-3μm的三氧化二锑，在3-40kW/m2的微波场中预处理1-5min；然后将预处理三氧化二锑25-40份与钛酸酯偶联剂0.3-10份混合，加入100-300份无水乙醇，在温度60-90℃、搅拌速度400-1500r/min、冷凝回流改性20-60min的条件下，干燥粉碎后制得钛酸酯改性三氧化二锑，可在天然胶乳、丁嗯吡胶乳和氯丁胶乳中应用。该制备方法为湿法改性、改性效果均匀性较好。存在的问题是，改性过程中先用乙醇湿法改性，再进行干燥回收乙醇后，再加入水基胶乳，工序繁琐效率不高、回收代价较高且易有乙醇泄露损失；另外改性产品在水基胶乳/乳液中添加应用时，还要考虑分散液的制备等诸多因素，后续工作还比较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对阻燃剂三氧化二锑的比重高、粒径大、在水基胶乳/乳液中分散不好易沉降等问题，提供一种聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法。改性后的三氧化二锑分散均匀、耐沉降，提高了三氧化二锑与界面的结合力。可以在水基胶乳/乳液中直接应用，同时提高了使用效率。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种聚乙烯醇改性三氧化二锑，以微米级三氧化二锑粉末为原料，加入蒸馏水制备成浆液并超声或剪切乳化分散、与聚乙烯醇溶液在一定条件下反应后制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑，其制备方法如下：(1)三氧化二锑浆液的预处理将三氧化二锑粉末加入到蒸馏水中，边加粉末边机械搅拌，制备成20-50wt％的三氧化二锑浆液；将三氧化二锑浆液放入超声波发生器中，超声波照射5-30min，待用；或者，将三氧化二锑浆液放入剪切乳化试验机中，剪切搅拌5-30min，待用；(2)聚乙烯醇溶液的制备将聚乙烯醇加入容器中，再加入蒸馏水，在90℃条件下，加热搅拌10-30min，制备所需浓度的聚乙烯醇溶液，待用；(3)改性三氧化二锑水基悬浮液的制备在容器中，首先加入聚乙烯醇溶液，然后再加入步骤(1)预处理后的三氧化二锑浆液，在60-100℃条件下，高速搅拌反应10-60分钟，制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑水基悬浮液。进一步，步骤(1)中超声功率为200-600W、工作频率为20-40kHz。进一步，步骤(1)中剪切搅拌转速为2000-5000r/min。进一步，步骤(3)中制备得到的悬浮液的质量浓度为20-50％；该改性三氧化二锑主要解决以下问题：(1)工业级三氧化二锑的不易分散问题，通过超声波或剪切乳化试验机处理，以及使聚乙烯醇的表面改性，使三氧化二锑颗粒颗粒分散均匀且避免了再次聚合。(2)三氧化二锑的易于沉降问题，通过聚乙烯醇的表面改性和调整溶液pH，使三氧化二锑颗粒表面形成带电荷的水合包覆层，颗粒之间相互排斥，减小了沉降。(3)提高了三氧化二锑/胶乳的界面结合性能，通过聚乙烯醇对三氧化二锑的表面改性氧化锑表面被有机物包覆，有机物与胶乳具有较好的相似相溶性能，分子间距离较小，渗透和扩散作用明显，促使分子间易产生化学键合作用，机械铆合作用也进一步增强。与现有技术相比较，本专利技术的重点是：(1)改性剂及改性方法不同：本专利技术采用聚乙烯醇水溶液进行改性，为湿法改性。公开号为CN102604430A的中国专利采用的铝酸酯偶联剂进行改性，为干法改性。公开号为CN103224716B的中国专利采用的钛酸酯偶联剂进行改性，为乙醇湿法改性。(2)三氧化二锑的预处理方法不同：本专利技术对三氧化二锑的水基浆液进行预处理，预处理方法为超声波发生器或剪切乳化试验机。公开号为CN102604430A的中国专利和公开号为CN103224716B的中国专利，均是对三氧化二锑颗粒进行预处理，预处理方法为微波。(3)改性三氧化二锑产品的状态不同：本专利技术制备的改性三氧化二锑以水基分散液的状态存在，使用时易于添加。公开号为CN102604430A的中国专利和公开号为CN103224716B的中国专利，制备的改性三氧化二锑以粉料状态存在。(4)应用方向和方法不同：本专利技术制备的改性三氧化二锑以水基分散液的状态存在，用于水基胶乳/乳液高分子复合材料，尤指水基胶乳/乳液高分子复合材料阻燃制品制备领域。公开号为CN102604430A的中国专利和公开号为CN103224716B的中国专利，制备的改性三氧化二锑以粉料状态存在，对于在水基胶乳/乳液高分子复合材料的应用方向和方法不明确。附图说明图1是本专利技术聚乙烯醇改性三氧化二锑水基分散液的制备工艺路线流程图。具体实施方式为进一步说明本专利技术，以下结合实施例对本专利技术提供的聚乙烯醇改性三氧化二锑及其制备方法进行详细描述，制备工艺路线如图1所示。以下实施例中所用的原材料均是从市场购得。实施例1将粒径0.5-5μm的三氧化二锑粉末，加入到蒸馏水中，边加粉末变机械搅拌，制备成30％的三氧化二锑浆液。将三氧化二锑浆液放入超声波发生器中，超声功率200-600W、工作频率20-40kHz，超声波照射15min。将聚乙烯醇加入容器中，再加入蒸馏水，在90℃条件下，加热搅拌20min，制备10％浓度的聚乙烯醇溶液。在容器中，首先加入聚乙烯醇溶液，然后再加入预处理三氧化二锑浆液，其质量比例为3:100，干基比例为1:100。然后在100℃条件下，高速搅拌反应20分钟，制备出活性三氧化二锑水基悬浮液，该三氧化二锑悬浮液的质量浓度为约为30％。称取一定量的活性三氧化二锑水基悬浮液，然后滴加0.1mol/L的NaOH溶液调节分散液pH值，使之与胶乳/乳液的pH值相接近。加入胶乳/乳液中正常应用。实施例2将粒径0.5-5μm的三氧化二锑粉末，加入到蒸馏水中，边加粉末变机械搅拌，制备成40％的三氧化二锑浆液。将三氧化二锑浆液放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯醇改性三氧化二锑，其特征在于，以微米级三氧化二锑粉末为原料，加入蒸馏水制备成浆液并超声或剪切乳化分散、与聚乙烯醇溶液在一定条件下反应后制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑，其制备方法如下：(1)三氧化二锑浆液的预处理将三氧化二锑粉末加入到蒸馏水中，边加粉末边机械搅拌，制备成20‑50wt％的三氧化二锑浆液；将三氧化二锑浆液放入超声波发生器中，超声波照射5‑30min，待用；或者，将三氧化二锑浆液放入剪切乳化试验机中，剪切搅拌5‑30min，待用；(2)聚乙烯醇溶液的制备将聚乙烯醇加入容器中，再加入蒸馏水，在90℃条件下，加热搅拌10‑30min，制备所需浓度的聚乙烯醇溶液，待用；(3)改性三氧化二锑水基悬浮液的制备在容器中，首先加入聚乙烯醇溶液，然后再加入步骤(1)预处理后的三氧化二锑浆液，在60‑100℃条件下，高速搅拌反应10‑60分钟，制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑水基悬浮液。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇改性三氧化二锑，其特征在于，以微米级三氧化二锑粉末为原料，加入蒸馏水制备成浆液并超声或剪切乳化分散、与聚乙烯醇溶液在一定条件下反应后制备得到聚乙烯醇改性三氧化二锑，其制备方法如下：(1)三氧化二锑浆液的预处理将三氧化二锑粉末加入到蒸馏水中，边加粉末边机械搅拌，制备成20-50wt％的三氧化二锑浆液；将三氧化二锑浆液放入超声波发生器中，超声波照射5-30min，待用；或者，将三氧化二锑浆液放入剪切乳化试验机中，剪切搅拌5-30min，待用；(2)聚乙烯醇溶液的制备将聚乙烯醇加入容器中，再加入蒸馏水，在90℃条件下，加热搅拌10-30min，制备所需浓度的聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢艳霞，毕松梅，吴飞，朱泽贺，周业昌，石杰，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34