[发明专利]一种塑料阻燃用锑有机化合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料阻燃用锑有机化合物，特别是一种成分为锑酸烯丙醇酯的塑料阻燃用锑有机化合物，它属于化工助剂。

背景技术

卤-锑系阻燃剂在塑料的阻燃中具有非常重要的地位。在此阻燃体系中，锑化合物是必不可少的协效成分，传统上所用的三氧化二锑(Sb₂O₃)。由于锑是地球上稀缺的资源，再加上历年的消耗，特别显得珍贵，价格一涨再涨。如何提高锑的阻燃效率，保持阻燃效果的前提下，尽量节约锑的用量，是发展的需要，具有战略上的意义。由于Sb₂O₃与塑料用树脂的相容性较差，特别是非极性树脂，相容性更不佳，影响塑料的力学性能，恶劣环境下有迁移现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种塑料阻燃用锑有机化合物，它克服目前使用Sb₂O₃协效成分与塑料用树脂的相容性较差的缺陷。

其方法是：以五氯化锑(SbCl₅)和丙烯醇为原料，在碱作用下进行酯化反应，五氯化锑与丙烯醇的为摩尔比1∶6～7；将以上比例的五氯化锑、丙烯醇投入附有回流装置的酯化釜中，加热搅拌，滴加碱液，使反应物PH值控制在9左右，在95～110℃的温度范围反应8～10小时；其化学反应式为：

SbCl₅+5CH₂＝CH-CH₂OH+5NaOH→Sb(OCH₂CH＝CH₂)₅+5NaOH+H₂O；

反应完成后，经中和、沉降、过滤、洗涤、干燥等后处理，最后粉碎成流散性锑酸烯丙醇酯粉料；

以PP为基体树脂，加入卤化物、锑酸烯丙醇酯、抗氧剂，先高速混合，再以双螺杆挤出机造粒，即制成具有较好阻燃特性且相容性好的塑料制品。

塑料燃烧是高温下裂解物与氧发生的剧烈反应，此反应之所以激烈、扩大、漫延是由于反应机理为自由基链反应，而它的链支化反应使活泼自由基不断增多，这是燃烧漫延开来的关键原因，这其中特别关键的自由基是H·和HO·。卤化物在高温下分解放出HX和X·，它们是淬灭H·和HO·的能手，其化学反应过程为：

HX+H·→H₂+X·

HO·+HX→H₂O+X·

H·+X·→HX

锑在卤化物阻燃中起到很重要的协效作用，它可以将产生的HX贮存起来，并沉附在固体物周围，杀灭H·和HO·，并放出HX，使HX不致流失，继续淬灭H·和·OH，以Sb₂O₃为例，其化学反应过程如下：

Sb₂O₃+6HX→2SbX₃+3H₂O

SbX₃+H·→SbX₂·+HX

SbX₂·+H·→SbX·+HX

SbX·+H·→Sb+HX

Sb+O·→SbO·

SbO·+H·→SbOH

Sb₂O₃+2HX→2SbOX+H₂O

SbOX+H·→SbOH+X·

SbOH+·OH→SbO·+H₂O

……

基于这种机理分析，五价的锑应比三价的锑(Sb₂O₃)，阻燃效能要高。五价锑可以在相同量的锑情况下，储存的HX更多，淬灭H·及·OH的能力就愈强，这是本发明采用高价锑并能够降低锑用量的主要原理。同时，本发明选择了将锑制成锑有机化合物，这样有利于均匀分散，有利于树脂与锑化物的相容性，有利于耐迁移性的提高，解决了锑氧化物与塑料基体树脂相容性不佳的问题。

阻燃剂的加入往往降低塑料的力学性能，相容性提高能有所改善。为了改善得更好，本发明设计其分子结构时，让锑有机化合物中含有一定的烯键，能与树脂进行交联接枝作用。

具体实施方式

一种塑料阻燃用锑有机化合物的制备方法，以五氯化锑(SbCl₅)和丙烯醇为原料，在碱作用下进行酯化反应，五氯化锑与丙烯醇的为摩尔比1∶6～7；