CN1304880A - 羟基锡酸锌粉体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种羟基锡酸锌粉体的制造方法,该方法包括高温下锡酸钠的合成和水溶液中羟基锡酸锌的合成,产出含C1^-≤1%和不含C1^-的羟基锡酸锌粉体。本发明提供了一种粒径达微细尺寸、无污染、纯度高、热稳定性和阻燃性均优良的锡基阻燃添加剂。

Description

羟基锡酸锌粉体的制造方法

本发明涉及一种锡基化合物粉体的制造方法，具体涉及羟基锡酸锌(分子式ZnSn(OH)₆)粉体的制造方法。

羟基锡酸锌为白色粉末，主要用做聚合物中的阻燃添加剂。

随着社会的不断进步，现代生产和生活中大量采用塑料及其它合成聚合物取代建筑、包装、室内装饰和交通运输方面应用的传统材料，由于聚合物都具有易燃性，从而大大增加现代消防的困难度。据监测，现代火灾产生的烟雾大大超过以往。就目前实际而言，火灾仍然是危害人们生活的主要灾害之一。火灾破坏力大体是根据人的受害程度和财产损失程度而定。全世界每年由火灾引起的直接损失高达数千亿美元。火灾中死亡的人员中80％以上是由于吸入烟雾而造成窒息死亡的。

虽然在塑料工业中阻燃添加剂的用量有显著增加，但许多传统的阻燃剂在使用过程中还存在着许多问题，如在聚合物中广泛使用的阻燃剂三氧化二锑，虽然阻燃效果较好，但其同时具有产生的烟雾量大并具有毒性(属于三类治癌物)的缺点，随着各国政府对环境的越来越重视，因此需要采用另一种阻燃添加剂来取代三氧化二锑添加剂。

八十年代中期国际锡研究所开始着手研究锡化合物的阻燃性能和抑制烟雾的性能，认为羟基锡酸锌和锡酸锌是理想的锡基阻燃剂。研究结果表明，羟基锡酸锌和锡酸锌在大多数聚合物中具有极其良好的阻燃性能，它不仅能抑制火焰的扩散，还能够抑制烟雾和一氧化碳之类毒气的发散，是保护易燃基质免于着火的有效手段。这些聚合物包括硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、环氧树脂、尼龙、氯化橡胶、醇酸树脂油漆、聚氯乙烯增塑溶胶和乙烯-乙酸乙烯共聚物。羟基锡酸锌和锡酸锌的阻燃性能相同，其应用范围主要取决于聚合物的作业温度。羟基锡酸锌只限于在温度低于180℃作业的物料内使用，而锡酸锌适用于在任何一种聚合物体系中使用。

本发明的目的在于提供了一种无污染、合成工艺简单的微细羟基锡酸锌粉体的制造方法。

本发明提供的制造方法所生产的粉体具有如下粉体性能：

            羟基锡酸锌    锡酸锌

粒径        0.4-6μm      0.4-6μm

d₅₀        1.35μm       1.45μm

d₂₅/d₇₅   0.45          0.45

本发明提供的制造方法基于如下反应：

①

② 采用①得含Cl^-≤0.5％的粉体，采用②得含Cl^-≤0.05％的粉体。

本发明提供的制造方法的工艺条件如下：

1．合成粗锡酸钠：将氢氧化钠、硝酸钠、精锡和水分层加入反应锅，在100-900℃温度下进行合成反应，生成粗锡酸钠；

2．浸出净化脱杂：粗锡酸钠加水浸出，浸出液加硫化钠脱铅、加精锡脱锑，作业温度50-100℃。

3．浓缩结晶过滤：将净化液置于反应釜内通蒸汽间接加热蒸发浓缩至比重1.26时停止，结晶过滤得锡酸钠；

4．合成羟基锡酸锌：将锡酸钠溶解于离子交换水中，液固比3-8∶1，将锌盐溶解于离子交换水中，液固比1-3∶1，溶解过程的关键是不能发生水解反应。在搅拌条件下将锌盐溶液缓慢加入锡酸钠溶液中，合成羟基锡酸锌，合成反应的摩尔比：锡酸钠∶锌盐=1∶1-1.4，此时锡的回收率最高；

本发明中的锌盐主要是氯化锌和硝酸锌。

5．陈化脱杂：上述合成的羟基锡酸锌需静置陈化2-8小时，在60-100℃温度下用离子交换水多次洗涤，用硝酸银检测洗液无Cl^-时，进行液固分离，产出含水羟基锡酸锌；

6．干燥：将含水羟基锡酸锌在90-180℃下干燥4-12小时得羟基锡酸锌。如果在200-500℃下煅烧6-16小时则得锡酸锌；

7．粉碎：将干燥煅烧后的物料进行粉碎，产出最终产品。

本发明提供的制造方法还可用于制造其它锡酸盐，只要在上述第4步中将锌盐换为可溶性的钙、铜、铅和锶盐，就能分别得到所对应的锡酸盐。本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1．锡基阻燃添加剂安全无毒、易于使用；具有阻燃和烟雾抑制作用；添加量少、性能好、应用范围广泛。

2．制造工艺流程简单，常规设备，无三废排放，易于实现工业化生产。

本发明通过以下实施例进一步说明：

实施例一

将锡酸钠和氯化锌分别溶于离子交换水，在搅拌条件下，按摩尔比锡酸钠∶氯化锌=1∶1-1.4将氯化锌溶液缓慢加入锡酸钠溶液中，合成羟基锡酸锌。静置2-8小时，用离子交换水在50-60℃温度下洗涤至用硝酸银检测洗液无Cl^-时，过滤产出含水羟基锡酸锌，含水羟基锡酸锌在90-180℃下干燥4-12小时得羟基锡酸锌，羟基锡酸锌经粉碎得产品，产品粒径：0.4-6μmd₅₀:1.35μm,d₂₅/d₇₅:0.45，含Cl^-≤0.5％的粉体。

实施例二

将锡酸钠和硝酸锌分别溶于离子交换水，在搅拌条件下，按摩尔比锡酸钠∶硝酸锌=1∶1-1.4将硝酸锌溶液缓慢加入锡酸钠溶液中，合成羟基锡酸锌。静置2-8小时，用离子交换水在50-60℃温度下洗涤至无硝酸根时，过滤产出含水羟基锡酸锌，含水羟基锡酸锌在90-180℃下干燥4-12小时得羟基锡酸锌，羟基锡酸锌经粉碎得产品，产品粒径：0.4-6μm,d₅₀:1.45μm,d₂₅/d₇₅:0.45，含Cl^-≤0.05％的粉体。

Claims (5)

1、一种羟基锡酸锌粉体的制造方法，其特征是将锡酸钠和锌盐分别溶于离子交换水中，在搅拌条件下，将锌盐溶液缓慢地加入到锡酸钠溶液中合成羟基锡酸锌，羟基锡酸锌用离子交换水多次洗涤检查无Cl^-后，进行液固分离，含水羟基锡酸锌经干燥、粉碎，产出羟基锡酸锌粉体产品。

2、根据权利要求1所述的羟基锡酸锌的制造方法，其特征是锡酸钠溶于离子交换水中液固比为3～8∶1，锌盐溶于离子交换水中液固比为1～3∶1。

3、根据权利要求1所述的羟基锡酸锌的制造方法，其特征是羟基锡酸锌合成的摩尔比：锡酸钠∶锌盐=1∶1～1.5，锌盐主要是ZnCl₂、Zn(NO₃)₂·6H₂O。

4、根据权利要求1所述的经基锡酸锌的制造方法，其特征是合成的羟基锡酸锌需静置陈化2～8小时，在60～90℃温度下用离子交换水多次洗涤，洗液检验无Cl^-时进行液固分离，产出含水羟基锡酸锌。

5、根据权利要求1所述的经基锡酸锌的制造方法，其特征是含水羟基锡酸锌在90～180℃温度下干燥4～12小时产出羟基锡酸锌。经粉碎产出羟基锡酸锌粉体产品。