Коллоидный пентоксид сурьмы — это огнезащитный продукт на основе сурьмы, разработанный промышленно развитыми странами в конце 1970-х годов. По сравнению с огнезащитным средством на основе триоксида сурьмы, он обладает следующими характеристиками применения:
1. Коллоидный пентоксид сурьмы, используемый в качестве антипирена, выделяет небольшое количество дыма. Как правило, летальная доза LD50 триоксида сурьмы для крыс (брюшная полость) составляет 3250 мг/кг, тогда как LD50 пентоксида сурьмы составляет 4000 мг/кг.
2. Коллоидный пентоксид сурьмы обладает хорошей совместимостью со многими органическими растворителями, такими как вода, метанол, этиленгликоль, уксусная кислота, диметилацетамид и формиат амина. По сравнению с триоксидом сурьмы, его легче смешивать с галогенсодержащими антипиренами для образования различных высокоэффективных композитных антипиренов.
3. Размер частиц коллоидного пентоксида сурьмы обычно составляет менее 0,1 мм, в то время как триоксид сурьмы трудно измельчить до такого размера частиц. Коллоидный пентоксид сурьмы больше подходит для применения в волокнах и пленках благодаря своему малому размеру частиц. При модификации огнестойкого раствора для химического прядения волокон добавление желатинизированного пентоксида сурьмы позволяет избежать явления закупорки прядильных отверстий и снижения прочности прядения, вызванного добавлением триоксида сурьмы. При добавлении пентоксида сурьмы в огнезащитную отделку ткани его адгезия к поверхности ткани и долговечность огнезащитной функции лучше, чем у триоксида сурьмы.
4. При одинаковом огнезащитном эффекте количество коллоидного пентоксида сурьмы, используемого в качестве антипирена, невелико, обычно всего 30% от триоксида сурьмы. Поэтому использование коллоидного пентоксида сурьмы в качестве антипирена позволяет снизить расход сурьмы и дополнительно улучшить различные физические и обрабатывающие свойства огнезащитных изделий.
5. Триоксид сурьмы используется в качестве огнестойкого материала для синтетических смол, однако он может отравлять катализатор Pd во время электроосаждения и разрушать незаполненный гальванический слой. Коллоидный пентоксид сурьмы не обладает этим недостатком.
Благодаря вышеописанным характеристикам коллоидного пентоксида сурьмы, используемого в качестве огнезащитного средства, он широко применяется в развитых странах в таких огнестойких материалах, как ковры, покрытия, смолы, резина, ткани из химических волокон. Инженеры из научно-исследовательского центра компании UrbanMines Tech. Limited обнаружили множество методов получения коллоидного пентоксида сурьмы. В настоящее время для его получения чаще всего используется перекись водорода. Существует также множество различных методов получения с использованием перекиси водорода. Рассмотрим пример: в реактор с обратным холодильником добавляют 146 порций триоксида сурьмы и 194 порции воды, перемешивают до получения равномерно диспергированной суспензии, затем медленно добавляют 114 порций 30%-ной перекиси водорода, нагревают до 95℃, проводят окисление и кипячение в течение 45 минут, в результате чего получают коллоидный раствор пентоксида сурьмы чистотой 35%. После небольшого охлаждения коллоидного раствора, фильтрации для удаления нерастворимых веществ и последующей сушки при 90℃, можно получить белый гидратированный порошок пентоксида сурьмы. Добавление 37,5 порций триэтаноламина в качестве стабилизатора в процессе варки пульпы приводит к получению желтого и вязкого коллоидного раствора пентоксида сурьмы, который затем высушивают для получения желтого порошка пентоксида сурьмы.
Использование триоксида сурьмы в качестве сырья для получения коллоидного пентоксида сурьмы методом перекиси водорода позволяет получить простой, короткий технологический процесс, низкие инвестиции в оборудование и полностью использовать ресурсы сурьмы. Одна тонна обычного триоксида сурьмы позволяет получить 1,35 тонны сухого порошка коллоидного пентоксида сурьмы и 3,75 тонны 35% раствора коллоидного пентоксида сурьмы, что способствует развитию производства огнезащитных средств и расширению перспектив их применения.