Le pentoxyde d'antimoine colloïdal est un retardateur de flamme à base d'antimoine mis au point par les pays industrialisés à la fin des années 1970. Comparé au trioxyde d'antimoine, il présente les caractéristiques d'application suivantes :
1. Le retardateur de flamme à base de pentoxyde d'antimoine colloïdal dégage une faible quantité de fumée. Généralement, la dose létale 50 (DL50) du trioxyde d'antimoine chez le rat (cavité abdominale) est de 3 250 mg/kg, tandis que celle du pentoxyde d'antimoine est de 4 000 mg/kg.
2. Le pentoxyde d'antimoine colloïdal présente une bonne compatibilité avec de nombreux solvants organiques tels que l'eau, le méthanol, l'éthylène glycol, l'acide acétique, le diméthylacétamide et le formiate d'amine. Comparé au trioxyde d'antimoine, il est plus facile à mélanger avec des retardateurs de flamme halogénés pour former divers retardateurs de flamme composites à haute efficacité.
3. La taille des particules de pentoxyde d'antimoine colloïdal est généralement inférieure à 0,1 mm, tandis que le trioxyde d'antimoine est difficile à affiner à cette taille. Grâce à sa petite taille de particules, le pentoxyde d'antimoine colloïdal est plus adapté aux applications dans les fibres et les films. Lors de la modification de la solution de filage de fibres chimiques ignifuges, l'ajout de pentoxyde d'antimoine gélatinisé permet d'éviter le colmatage des pores et la réduction de la résistance au filage causés par l'ajout de trioxyde d'antimoine. Lorsqu'il est ajouté à l'apprêt ignifuge du tissu, le pentoxyde d'antimoine présente une meilleure adhérence à la surface du tissu et une meilleure durabilité de la fonction ignifuge que le trioxyde d'antimoine.
4. À efficacité ignifuge égale, la quantité de pentoxyde d'antimoine colloïdal utilisée comme retardateur de flamme est faible, généralement seulement 30 % de celle du trioxyde d'antimoine. Par conséquent, l'utilisation de pentoxyde d'antimoine colloïdal comme retardateur de flamme permet de réduire la consommation d'antimoine et d'améliorer diverses propriétés physiques et d'usinabilité des produits ignifuges.
5. Le trioxyde d'antimoine est utilisé pour les substrats en résine synthétique ignifuge, mais il empoisonne le catalyseur au palladium lors de l'électrodéposition et détruit le bain de métal non déposé. Le pentoxyde d'antimoine colloïdal ne présente pas cet inconvénient.
Grâce à ses caractéristiques, le pentoxyde d'antimoine colloïdal, utilisé comme retardateur de flamme, est largement employé dans les produits ignifuges tels que les tapis, les revêtements, les résines, le caoutchouc et les textiles en fibres chimiques dans les pays développés. Les ingénieurs du Centre de R&D technologique d'UrbanMines Tech. Limited ont identifié plusieurs méthodes de préparation du pentoxyde d'antimoine colloïdal. Actuellement, le peroxyde d'hydrogène est la méthode la plus couramment utilisée. Il existe d'ailleurs plusieurs variantes de cette méthode. Prenons l'exemple suivant : introduire 146 volumes de trioxyde d'antimoine et 194 volumes d'eau dans un réacteur à reflux, agiter pour obtenir une suspension homogène, puis ajouter lentement 114 volumes de peroxyde d'hydrogène à 30 % après chauffage à 95 °C. Laisser s'oxyder et maintenir le reflux pendant 45 minutes afin d'obtenir une solution de pentoxyde d'antimoine colloïdal d'une pureté de 35 %. Après un léger refroidissement de la solution colloïdale, une filtration pour éliminer les matières insolubles, suivie d'un séchage à 90 °C, permet d'obtenir une poudre blanche hydratée de pentoxyde d'antimoine. L'ajout de 37,5 parts de triéthanolamine comme stabilisant lors de la mise en pâte confère à la solution colloïdale de pentoxyde d'antimoine une consistance jaune et visqueuse ; après séchage, on obtient une poudre jaune de pentoxyde d'antimoine.
L'utilisation du trioxyde d'antimoine comme matière première pour la préparation de pentoxyde d'antimoine colloïdal par la méthode au peroxyde d'hydrogène présente une méthode simple, un processus technologique court, un faible investissement en équipement et une valorisation optimale des ressources en antimoine. Une tonne de trioxyde d'antimoine ordinaire permet de produire 1,35 tonne de poudre sèche de pentoxyde d'antimoine colloïdal et 3,75 tonnes de solution à 35 % de pentoxyde d'antimoine colloïdal, ce qui favorise la production de produits ignifuges et élargit considérablement leurs perspectives d'application.