一种高效添加型阻燃剂三氧化二锑

【背景及概况】
多数高分子材料具有易燃性，其在燃烧过程中会产生大量的浓烟和有害气体，严重危及人类的生命安全，因此对其进行阻燃处理是很有意义的。三氧化二锑是一种高效添加型阻燃剂，可独立使用亦可与其他阻燃剂消烟剂并用协同阻燃。

三氧化二锑Sb2O3又称锑白，由于其与卤系阻燃剂并用时具有极好的协同阻燃增效作用，而广泛用作各种合成材料的助阻燃剂，而聚氯乙烯本身是含卤素的聚合物,使三氧化二锑在阻燃聚氯乙烯塑料中的应用具有特殊性,应用领域也更加普遍。三氧化二锑主要用作合成材料的阻燃组分。此外还可用作显像管、荧光灯管等用的高级玻璃澄清剂、涂料、颜料添加剂（以改善耐水性、颜色持久性和难燃性）、搪瓷、陶瓷、玻璃的耐热着色剂和釉剂,碱性染料媒染剂,石油化工与合成纤维工业用催化剂以及制造锑盐的原料。
目前，三氧化二锑可以与多种材料制备成环保无害的阻燃剂，如一种壁纸环保复合型三氧化二锑阻燃剂，该阻燃剂具有良好的阻燃、 抑烟性能，同时可减少阻燃剂使用量，改善壁纸的加工性能，该阻燃剂括以下原料：三氧化二锑60-80份，氢氧化铝20-30份，水滑石4-10份，改性 膨润土4-10份，采用了具有阻燃抑烟功能的改性膨润土、氢氧化铝、水滑石与三氧化二锑进行复配，综合各组分的优势，进行优势互补，提高复配产品的阻燃、抑烟性能。

【结构】
分子式Sb2O3，分子量291.6，结构如下：OSb-O-SbO

【理化性质】
白色斜方或立方晶体或灰色粉末。见光变桃红色或褐色。有金属光泽或丝绢光泽。相对密 度5.20（2/4℃），熔点656℃，沸点1550℃（升华），硬度为2.5-3.0。难溶于水，溶于浓盐酸、硫酸、碱和酒石酸溶液中。三价锑盐溶液和氨、碱金属、氢氧化物、碳酸钾等作用生成三氧化锑，为两性氧化物。加热色变黄，熔融变黄色液体，放冷转为白色，见光易分解变褐色。

【生产工艺】
1. 锑矿法　将辉锑矿与焦炭分别粉碎后，混合均匀，在焙烧炉中焙烧，温度在1000 ℃以上，这时生成的三氧化二锑以气体形式挥发出来，经冷凝收集.将收集的含较多杂质的粗三氧化二锑加入还原炉，以焦炭为还原剂和燃料，用纯碱作为助熔剂，在还原炉中加热熔融，进行还原反应。此过程在工业上叫炼锑。将炼成的金属锑先经粉碎，再在氧化炉中与空气进行氧化反应，通过捕集器，将生成的三氧化二锑捕集下来，包装即得成品。反应式如下：

2. 氨解法：将金属锑与氯气进行氯化反应生成三氯化锑，再经水解、氨解后，干燥即得成品。反应式如下：

【应用】
1. 阻燃：三氧化二锑是通用的阻燃协效剂之一，用作添加型阻燃剂，单独使用时阻燃作用很小（除非被阻燃聚合物已含有卤素），与卤系阻燃剂并用时，可大大提高卤系阻燃剂的效能，是用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、环氧树脂、聚氨酯等塑料的通用阻燃剂。三氧化二锑的阻燃机理属于气相阻燃机理，在燃烧初期，首先是熔融过程，在材料表面形成保护膜以隔绝空气，通过内部吸热反应来降低燃烧温度；在高温状态下三氧化二锑被汽化，稀释空气中的氧浓度，从而起到阻燃作用。三氧化二锑的熔点为656℃，沸点为1 425℃ ,单独使用时阻燃效果不显著。通常利用三氧化二锑优良的协同效应，将其与其它阻燃剂并用来达到阻燃目的。
2. 可用于制造酒石酸锑钾、颜料、瓷器釉彩、媒染剂等。
3. 聚酯缩聚时的催化剂：催化剂级三氧化二锑是一种重要的化工原料，其作为聚酯缩聚反应过程中的催化剂时，要求该催化剂不仅要有较高的纯度，而且不含有高价的四三氧化二锑，同时还要求具有较高的催化活性。催化剂级三氧化二锑制备方法，包括以下步骤：包括金属锑融化，生成三氧化二锑炉气和三氧化二锑炉气冷却、结晶，再用收尘系统捕集得到平均粒径0.1~0.5μm、主成分Sb2O3>99.9%、325目筛余物少于0.002%、EG透过率>98%、白度大于99、b值低于0.9的催化剂级三氧化二锑，该方法具有质量稳定、产能大、能耗低、生产操作控制稳定、原料适应能力强，有显著的经济效益。
4. 抗肿瘤：研究发现酒石酸锑钾(PAT)、三氧化二锑等三价锑剂和As2O3
一样能显著抑制白血病细胞、恶性 B 淋巴细胞生长，诱导肿瘤细胞凋亡。微摩尔浓度 PAT、Sb2O3即可抑制白血病及淋巴瘤细胞生长，而对正常的淋巴细胞无影响。PAT、Sb2O3等三价梯剂与全反式维甲酸之间无交叉耐药，抑制细胞生长所需的浓度，机体能很好耐受而无明显毒副作用，在血液系统疾病治疗中有一定的应用前景。试验证明三氧化二锑能抑制体外培养的人卵巢癌 SKOV3细胞的生长，并呈时间和剂量依赖性；三氧化二锑能诱导SKOV3 细胞凋亡，诱导凋亡可能为其抑制细胞生长的机制之一；细胞凋亡可能与下调 bcl-2 蛋白的表达，上调 bax蛋白表达有关，这可能是其诱导 SKOV3 细胞凋亡的途径之一。

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