阻燃剂综述
阻燃剂技术简介

溴系阻燃剂的生产和使用已有30多年的历史,目前生产的溴系阻燃剂约有70多种,其中最重要的是十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)和六溴环十二烷(HBCD)等。前两者的产量占溴系阻燃剂的50%左右。一些传统的溴系阻燃剂由于受到日益严格环保要求的压力,迫使用户寻找溴阻燃剂的代用品,同时促进了新阻燃体系的问世。多溴二苯醚等传统溴系阻燃剂市场的萎缩,为溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷等环境友好型溴系阻燃剂产品提供了市场空间。
尼龙PA6/PA66:MCA,MPP,FB,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷
聚碳酸酯PC:磷酸三苯酯,HBCD,MCA
聚酯PBT/PET:TDCPP,磷酸三苯酯,MPP,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷
阻燃剂技术介绍
阻燃剂又称难燃剂,耐火剂或防火剂:赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂;依应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。
根据组成,添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、磷系阻燃剂(赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等)和氮系阻燃剂等。反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。此外,具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴。主要适用于有阻燃需求的塑料,延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。使其点燃时间增长,点燃自熄,难以点燃。
氮系阻燃剂主要是三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯,是阻燃剂市场最具发展潜力的品种。具有高效阻燃、不含卤素、无腐蚀作用,因而减少了机械被腐蚀问题;耐紫外光照;电性能好,不褪色,不喷霜,大面积应用在电子电器行业。DSM就为国际著名的氮系阻燃剂生产商。
无卤阻燃剂资料范文

无卤阻燃剂资料范文无卤阻燃剂是近年来新兴的一类绿色环保阻燃剂,其主要特点是不含卤素元素,而且在燃烧过程中能够起到阻燃的作用。
无卤阻燃剂在电子、建筑、汽车、航空航天等行业具有广泛的应用前景。
本文将对无卤阻燃剂的种类、特点、应用领域以及发展趋势进行详细介绍。
一、无卤阻燃剂的种类无卤阻燃剂可根据其化学结构和应用领域进行分类。
按照化学结构分类,常见的无卤阻燃剂有纳米颗粒、磷系、氮系、硅系、氮磷系等。
其中,纳米颗粒阻燃剂是一种新型高效的阻燃材料,具有良好的热阻燃性能和防火性能,适用于各个行业的阻燃需求。
磷系无卤阻燃剂是应用最广泛的一类,主要包括磷酸盐、磷酸酯、磷酸酰胺、氨基磷酸酯等。
氮系无卤阻燃剂主要包括过氧化物、亚胺、三嗪等。
硅系无卤阻燃剂主要有硅酸铝、硅烷等。
氮磷系无卤阻燃剂是磷系和氮系阻燃剂的复合材料,具有较好的综合性能。
二、无卤阻燃剂的特点1.绿色环保:无卤阻燃剂不含有害卤素元素,不会产生有毒有害的气体和物质,在燃烧过程中不会对环境和人体造成污染。
2.高效阻燃:无卤阻燃剂具有较高的热阻燃性能,可以有效地降低材料燃烧速率,减少火灾的蔓延。
3.耐高温性能好:无卤阻燃剂具有较好的耐高温性能,可以在高温条件下保持阻燃效果,不会降低材料的阻燃性能。
4.抗水性好:无卤阻燃剂具有较好的抗水性能,不受潮湿环境的影响,保持阻燃效果稳定。
三、无卤阻燃剂的应用领域1.电子行业:无卤阻燃剂广泛应用于电子产品中,如电线电缆、电路板、电器外壳等,可以提高电子产品的防火安全性能。
2.建筑行业:无卤阻燃剂可用于建筑材料的阻燃改性,如阻燃涂料、阻燃隔板、阻燃板材等,可以提高建筑物的防火等级。
3.汽车行业:无卤阻燃剂可用于汽车内饰材料的阻燃改性,如座椅、仪表盘、车厢内饰等,可以提高汽车的防火安全性能。
4.航空航天行业:无卤阻燃剂被广泛应用于航空航天材料中,如飞机内饰、发动机零部件等,可以提高航空航天器的防火等级。
四、无卤阻燃剂的发展趋势1.提高阻燃效果:未来无卤阻燃剂将继续提高阻燃效果,提高材料的防火性能。
我国无机阻燃剂的现状与发展综述

我国无机阻燃剂的发展与应用一、引言阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一,添加阻燃剂对高分子材料进行阻燃处理,可以阻止材料燃烧或者延缓火势的蔓延,使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。
随着石油化工材料被广泛应用到国民经济的诸多行业中,如建筑业、塑料制品业、纺织业、运输业、电子电器业、航天业,阻燃剂在防火安全和环境保护方面的重要性愈加不容忽视。
随着社会的发展和科技的进步,人们对材料的阻燃性能要求也愈来愈高,我国自80年代以来,阻燃剂的研制、生产及推广应用得以迅速发展,阻燃剂的品种日趋增多、产量急剧上升。
目前,据粗略估计,全球阻燃剂的65%~70%用于阻燃塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材。
近年来,随着防火安全标准的日益提高和塑料产量的快速增长,我国阻燃剂的用量正处于快速增长期。
阻燃剂按照化学组成可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,其中,无机阻燃剂除了有阻燃效果外,还具有低发烟率和可抑制氯化氢产生等作用,使得被添加材料具有无毒性、无腐蚀性和低成本等优点。
从全球看来,无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂,如美国、西欧和日本等工业发达国家无机阻燃剂的消费占总消费量约60%,而我国不到10%,因此我国发展无机阻燃剂非常紧迫,而具有巨大的应用前景。
目前无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷、硼酸盐、氧化锑等。
二、研究进展1、氢氧化铝氢氧化铝是问世最早的无机阻燃剂之一,也是国际上阻燃剂中用量最大的一种。
目前氢氧化铝占全球无机阻燃剂消费量的80%以上,广泛应用于各种塑料、涂料、聚氨酯、弹性体和橡胶制品中,具有阻燃、消烟、填充三大功能,不产生二次污染,能与多种物质产生协同作用、不挥发、无毒、无腐蚀性、价格低廉。
阻燃剂用氢氧化铝一般是以工业氢氧化铝为原料,采用合适的方法进行精制和表面处理而制得,这样制成的氢氧化铝,其粒径小于5μm,适合于作高分子材料的阻燃剂。
亦可采用尿素水解中和法和铝酸钠法直接制备阻燃剂用氢氧化铝。
阻燃剂简介介绍

物理隔绝
阻燃剂在可燃物表面形成 一层难燃的隔热层,阻止 热量传递和氧气进入,从 而抑制燃烧。
催化转化
阻燃剂通过催化作用将可 燃物转化为非可燃物,降 低燃烧的可能性。
阻燃剂的作用
提高材料阻燃性
在材料中添加阻燃剂,可以提高材料的阻燃性能 ,减少火灾发生的可能性。
降低火灾危害
阻燃剂可以抑制燃烧速度,减少火灾蔓延,降低 火灾对人员和财产的危害。
活性气体来达到阻燃效果。
阻燃剂广泛应用于建筑材料、纺 织品、电子产品、交通工具和其 他易燃物品中,以增加这些物品
的防火性能。
阻燃剂的分类
根据作用机理,阻燃剂可 分为反应型和添加型两类 。
反应型阻燃剂能够参与化 学反应,改变高分子材料 的化学结构,从而赋予材 料阻燃性能。
添加型阻燃剂则是将阻燃 剂添加到易燃材料中,通 过物理作用达到阻燃效果 。
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根据使用领域,阻燃剂可 分为建筑用、纺织品用、 电子电气用、交通运输用 等类型。
不同领域的阻燃剂具有不 同的性能要求和标准,以 满足不同物品的防火需求 。
Hale Waihona Puke 02阻燃剂的原理与作用
阻燃剂的阻燃原理
01
02
03
化学反应
阻燃剂通过与可燃物发生 化学反应,降低可燃物的 温度或终止燃烧链反应, 从而达到阻燃效果。
阻燃剂简介介绍
汇报人: 2024-01-07
目录
• 阻燃剂的定义与分类 • 阻燃剂的原理与作用 • 阻燃剂的应用领域 • 阻燃剂的发展趋势与未来展望 • 阻燃剂的挑战与解决方案 • 阻燃剂的案例分析
01
阻燃剂的定义与分类
阻燃剂的定义
阻燃剂是一种能够阻止物质燃烧 的化学物质。
阻燃剂介绍

(1)溴系阻燃剂 含溴阻燃剂包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物,这类阻燃剂阻燃效率高,其阻燃效果是氯第阻燃剂的两倍,相对用量少,对复合材料的力学性能几乎没有影响,并能显著降低燃气中卤化氢的含量,而且该类阻燃剂与基体树脂互容性好,即使再苛刻的条件下也无喷出现象。
(2)氯系阻燃剂 氯系阻燃剂由于其人格便宜,目前仍是大量使用的阻燃剂。氯含量最高的氯化石蜡是工业上重要的阻燃剂,由于热稳定性差,仅适用于加工温度低于200℃的复合材料,氯化脂环烃和四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高,常用作不饱和树脂的阻燃剂。
(3)磷系阻燃剂、有机磷化物是添加型阻燃剂 该类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体,覆盖于复合材料表面隔绝氧和可燃物,起到阻燃作用,其阻燃效果优于溴化物,要达到同样的阻燃效果,溴化物用量为磷化物的4~7倍。该类阻燃剂主要有磷(膦)酸酯和含卤磷酸酯及卤化磷等,广泛地用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。
用于复合材料的阻燃剂应具备以下性能:①阻燃效率高,能赋予复合材料良好的自熄性或难燃性;②具有良好的互容性,能与复合材料很好的相容且易分散;③具有适宜的分解温度,即在复合材料的加工温度下不分解,但是在复合材料受热分解时又能急速分解以发挥阻燃的效果;④无毒或低毒、无臭、不污染,在阻燃过程中不产生有毒气体;⑤与复合材料并用时,不降低复合材料的力学性能、电性能、耐候性及热变形温度等;⑥耐久性好,能长期保留在复合材料的制品中,发挥其阻燃作用;⑦来源广泛价格低廉。
阻燃材料的研究及应用综述

第17期 收稿日期:2019-06-05基金项目:2018年横向项目(2018H65)作者简介:廖立敏(1981—),湖南祁阳人,硕士,副教授。
阻燃材料的研究及应用综述廖立敏,李建凤,黄 茜(内江师范学院化学化工学院,四川内江 641100)摘要:对阻燃剂及应用、阻燃材料的种类、特点及应用现状和发展趋势进行了分析和综述,为新型阻燃材料的开发提供一定的参考。
阻燃剂、阻燃材料种类繁多,目前主要应用的有氢氧化镁阻燃材料、氢氧化铝阻燃材料、卤素阻燃材料、红磷阻燃材料、二氧化硅阻燃材料等,各种阻燃材料各具有优缺点。
新型廉价、燃烧过程无烟、无有毒有害气体产生、阻燃性能良好的阻燃剂及阻燃材料是未来的发展趋势。
关键词:阻燃;材料;阻燃剂中图分类号:TQ314.24+8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)17-0087-02ResearchandApplicationofFlameRetardantMaterialsLiaoLimin,LiJianfeng,HuangXi(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NeijiangNormalUniversity,Neijiang 641100,China)Abstract:Thetypes,characteristics,applicationstatusanddevelopmenttrendofflameretardantsandapplications,flameretardantmaterialswereanalyzedandsummarized,whichprovidedareferenceforthedevelopmentofnewflameretardantmaterials.Therearemanykindsofflameretardantsandflameretardantmaterials.Atpresent,therearemainlymagnesiumhydroxideflameretardantmaterials,aluminumhydroxideflameretardantmaterials,halogenflameretardantmaterials,redphosphorusflameretardantmaterials,silicaflameretardantmaterials,etc.Flameretardantmaterialseachhaveadvantagesanddisadvantages.Anewtypeoflow-cost,smoke-freecombustionprocess,notoxicandharmfulgases,flameretardantandflameretardantmaterialsarethefuturedevelopmenttrend.Keywords:flameretardant;material;flameretardant 阻燃材料应用广泛,尤其在高层建筑中阻燃材料对于防止或减轻火灾而导致的损失起到举足轻重的作用。
阻燃剂

常用阻燃剂
(3)三氧化二锑
三氧化二锑是无机阻燃剂中使用最广的品种,由于氧化
锑单独使用时阻燃效果不佳,但与有机卤化物并用,通
过协同作用,则具有优良的阻燃效果。如果用于含氯树
脂(PVC),仅单独使用3~5份氧化锑就能得到良好的阻 燃效果。
常用阻燃剂
(4)硼化合物 主要是硼酸锌和硼酸钡,特别是硼酸锌,可作为氧化锑的代
常用阻燃剂 7.有机磷化物 有机磷化物是添加型阻燃剂的重要品种,其阻燃 效果优于溴化物,主要类型有磷酸酯、含卤磷酸 酯和磷酸酯三大类。 (1)磷酸酯。主要包括磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二 苯酯、磷酸三苯酯和磷酸三辛酪,它们都是常用 增塑剂,具有增塑和阻燃的双重功效。
常用阻燃剂 (2)含卤磷酸酯。分子中含有卤和磷。由于两者具有协 同作用,所以阻燃效果较好,是一类优良的添加型阻燃 剂。常用的有三(2,3—二溴丙基)磷酸酯、磷酸三(2, 3—二氯丙)酯,适用于聚烯烃、聚酯、PVC、PU等。 (3)膦酸酯。主要品种有含锂磷酸酯盐,是一种新开发 的添加型阻燃剂,分子中磷含量达27.2%,添加到塑料 中有较好的阻燃效果。
阻燃机理有多种:保护膜机理、不燃性气体机理 、冷
却机理 、终止链锁反应机理、协同作用体系。
阻燃机理
保护膜机理
阻燃剂在燃烧温度下形成了一层不燃烧的保护膜,覆盖在材
料上,隔离空气而阻燃。这又分为两种情况。
(l)玻璃状薄膜阻燃剂在燃烧温度下分解成为不挥发、不氧
且能使热量反射出去或具有低的导热系数,从而达到阻燃的 目的。 硼酸和水合硼酸盐都是低熔点的化合物,加热时形成玻璃状
加速燃烧。
聚合物的燃烧
主键也断裂,即发生裂解,产生低分子物:①可燃性气体, H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等;②不燃性气 体,CO2、HCl、HBr等;③液态产物,聚合物部分解聚为 液态产物;④固态产物,聚合物可部分焦化为焦炭,也可
阻燃剂研究与应用进展及问题思考

阻燃剂研究与应用进展及问题思考一、本文概述阻燃剂作为一种重要的化学助剂,广泛应用于各类材料中以提高它们的阻燃性能,对于保障人们的生命财产安全具有极其重要的意义。
随着科技的发展和环保要求的提高,阻燃剂的研究与应用面临着越来越多的挑战和机遇。
本文旨在对阻燃剂的研究与应用进展进行系统的综述,分析当前阻燃剂发展中存在的问题,并提出相应的思考和建议。
文章首先回顾了阻燃剂的发展历程,然后重点介绍了阻燃剂的分类、阻燃机理、研究方法及其在各个领域的应用情况。
在此基础上,文章进一步探讨了阻燃剂在应用过程中存在的问题,如环境污染、阻燃性能与材料性能的平衡、阻燃剂的耐久性等,以期为未来阻燃剂的研究与应用提供有益的参考和启示。
二、阻燃剂的研究进展阻燃剂的研究在近年来取得了显著的进展,这主要得益于新材料技术的发展和对火灾安全问题的持续关注。
阻燃剂的研究领域广泛,涵盖了无机阻燃剂、有机阻燃剂以及纳米阻燃剂等多个方面。
无机阻燃剂以其良好的热稳定性和无毒无害的特性受到广泛关注。
其中,金属氧化物、氢氧化物等无机阻燃剂在聚合物材料中的应用已经得到了深入研究。
它们通过吸收热量、释放水蒸气等方式,起到阻燃作用。
无机阻燃剂与其他阻燃剂的复合使用,进一步提高了阻燃效果和材料的综合性能。
有机阻燃剂方面,磷系阻燃剂和卤系阻燃剂是研究热点。
磷系阻燃剂主要通过在燃烧过程中形成磷酸或偏磷酸等玻璃状物质,覆盖在材料表面,隔绝氧气和热量,从而达到阻燃效果。
卤系阻燃剂则通过在高温下释放卤化氢等自由基抑制剂,中断燃烧链反应。
然而,卤系阻燃剂在使用中可能会产生有毒气体,因此在环保要求日益严格的今天,其应用受到了一定限制。
纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新兴研究方向。
纳米材料具有独特的物理化学性质,如大比表面积、高活性等,使得纳米阻燃剂在阻燃性能方面表现出优异的效果。
例如,纳米金属氧化物、纳米碳材料等,在聚合物中添加少量即可显著提高阻燃性能。
然而,纳米阻燃剂的制备成本高、分散性差等问题,限制了其在实际应用中的推广。
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无机阻燃剂氢氧化镁研究综述摘要:近年来氢氧化镁阻燃剂越来越受到人们的关注。
本文综述了氢氧化镁的阻燃消烟机理, 并对氢氧化镁阻燃剂制备及改进的方法进行了阐述,进而对氢氧化镁阻燃剂的发展趋势及应用前景作出了展望。
关键词:阻燃机理制备方法改进现状前景0前言在当代社会, 塑料被大量地应用于社会生活的各个领域, 但大多数塑料材料容易燃烧, 因而, 这些不具备阻燃性能的塑料一旦燃烧起来,就会引发连续燃烧, 那样往往就会引起火灾。
为此, 目前在塑料中使用了具有阻燃性能的树脂或添加阻燃剂。
在实际使用中配合了阻燃剂的塑料材料在燃烧时, 产生的有害气体和烟尘大大地影响了人们逃离、救助、灭火等措施。
从以往发生火灾的教训来看, 在全力开发阻燃剂的同时, 以低毒性、低发烟性为目标的无机类阻燃剂氢氧化镁颇为引人注目。
氢氧化镁[Mg( OH )2, 简称[ MH ]属于添加型无机阻燃剂, 与同类无机阻燃剂相比, 除使高分子材料获得优良的阻燃效果之外, 还能够抑制烟雾和卤化氢等毒性气体的生成, 即氢氧化镁具有阻燃、消烟和填充三重功能, 同时赋予材料无毒性, 无腐蚀性等特点[1]。
氢氧化镁阻燃剂可广泛地应用于聚丙烯、聚乙稀、聚氯乙烯和ABS等塑料行业.1、氢氧化镁的阻燃及消烟机理1.1氢氧化镁的阻燃机理氢氧化镁在受热时(340-490度)发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用;同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。
1.2氢氧化镁的消烟机理氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴,是一种新兴的环保型无机阻燃剂。
2、氢氧化镁阻燃剂的传统制备方法2.1氢氧化钙法以卤水或其他可溶性镁盐为原料,使之与石灰乳反应,生成氢氧化镁沉淀,反应方程如下:MgC12+Ca(OH)2→CaC12+Mg(OH)2↓该方法的优点是:氢氧化钙廉价易得,有较高的工业应用价值,产品粒度小(通常低于 0.5μm)。
其缺点是:要求原料含镁浓度低,同时原料中不能含有硫酸盐(将形成石膏一同析出),生成的Mg(OH)2聚附倾向大,容易生成胶体,极难过滤,另外还易吸附硅、钙、铁、硼等杂质离子,产品纯度低。
而要达到较高的纯度,就必须增加成本。
因此,该方法只适于对纯度要求不太高的行业使用,如烟道气脱硫、废水中和等。
2.2氨法其基本原理是以卤水或水镁石为原料,以氨水作沉淀剂进行反应生成沉淀氢氧化镁,反应方程如下:MgC12+2NH3·H2O→2NH4C1+Mg(OH)2↓氨法是生产氢氧化镁的一个重要方法之一。
液氨或氨水与卤水反应的特点是生成的氢氧化镁结晶度高,沉降速度快,易于过滤和洗涤,产品纯度高,过滤后的母液还可以回收利用。
但由于氨的挥发性,造成操作环境较差。
2.3 氢氧化钠法以卤水或其他可溶性镁盐为原料,使之与氢氧化钠反应,生成氢氧化镁沉淀,反应方程如下:MgCl2+2NaOH→2NaC1+Mg(OH)2↓该工艺操作简单,产物的形貌、结构、粒径和纯度易于控制,附加值大,适于制备高纯微细产品。
但氢氧化钠是强碱,采用该法时,如果条件不当会使生成的氢氧化镁粒径偏小,容易带入杂质,给产物性能控制和过滤带来困难,必须严格控制其条件[2]。
3、纳米氢氧化镁制备方法的改进普通氢氧化镁的制备方法有很多种, 工业生产上通常是由含氯化镁的卤水(或海水 )、卤片或卤矿与碱性物质 (如氢氧化钠、氨水等 ) 在水中反应制得, 这些工艺存在诸多不足之处: 或是有凝胶化现象, 给产品的过滤洗涤造成很大困难; 或是体系的 pH 值不易控制, 产品的收率低; 或是产物在沉淀、过滤过程中, 易出现二次凝聚现象, 最终无法得到纳米级超细粒子.3.1宋锡瑾等人[3]采用氯化镁为原料, 以氢氧化钠和氨水作为混合沉淀剂, 通过反向沉淀和低温乙醇溶液强化成核反应的方法来制备纳米级氢氧化镁, 并通过 XRD, 透射电镜和热分析等手段对氢氧化镁进行了表征.得出以下结论( 1) 以氯化镁为原料, 采用混合碱为沉淀剂, 在混合溶剂中通过反向沉淀操作, 可以制备出平均粒径为短径约 8 10nm, 长度约 40 60nm 的氢氧化镁棒状晶体, 且形状比较规则, 粒度分布均匀, 分散性好;( 2) 通过正交试验, 最终确定出制备平均粒径为 50nm 左右的氢氧化镁的最适宜工艺条件为: 混合碱与氯化镁的摩尔比为 2 2 1、溶剂的总量为 2100mL、水与醇的体积比为4 1、反应时间为 30m in.3.2 水热法赵伟等人[4]以精制(MgCl2#6H2O) 为原料, 在常温下与NaOH 反应, 得到胶状沉淀, 继而进行水热晶化处理, 通过控制反应温度、NaOH 的浓度以及反应时间等关键反应条件, 制备过滤性能和结晶性能良好的Mg( OH) 2 结晶.继而研究了反应体系 NaOH 的浓度、水热温度和水热时间等因素对Mg( OH)2结晶性能以及颗粒形貌、大小的影响, 适当增加 NaOH 浓度和提高水热温度及水热时间有利于 Mg( OH)2的晶化。
3.3晶种法张兆震等人[5]采用加入晶种两步合成法制备氢氧化镁,得到的氢氧化镁粉体宽厚比接近 1,形貌类似立方状,丰富了氢氧化镁的制备工艺,扩大了氢氧化镁阻燃剂在工业上的应用。
并通过晶种法制备氢氧化镁粉体实验研究,可以得到以下结论。
1) 采用晶种法制备氢氧化镁,氢氧化镁的生长速度明显快于未加入晶种的氢氧化镁的生长速度,氢氧化镁粉体分散性更好,过滤时间更短。
2) 采用晶种法制备氢氧化镁,在水热的前 6 h,粒子主要是长宽的增大,形成薄片状氢氧化镁,在6 h厚度和长宽继续增大,但厚度增加速度明显快于长宽的增加速度; 24 h 时宽厚比接近 1,氢氧化镁粒子接近立方状。
3) 采用晶种法制备氢氧化镁在( 101) 面的内应变的增大主要集中在 6 h ~12 h 阶段,12 h 后( 101)方位的内应变增大速度明显减缓。
3.4一步沉淀法王毅等人[6]研究了以油酸(OA) 作改性剂, 采用化学沉淀法一步制备了表面疏水性的氢氧化镁微粒。
漂浮实验证明所制备的氢氧化镁表面呈疏水性, X射线衍射(XRD) 图谱及透射电镜(TEM) 图象表明所制备的氢氧化镁纯度较高,粒子大小达到纳米级, 平均晶粒尺寸为16 nm。
FT- IR 图谱显示油酸分子键合在氢氧化镁表面。
改性剂油酸的用量对氢氧化镁表面疏水性强弱有重要影响, 用量大则疏水性强, 在甲苯中分散好。
反应温度为 4 ℃, 得到的氢氧化镁呈针状;温度为30 ℃, 则得到片状的氢氧化镁粒子。
较快的搅拌速度有利于得到粒径小的氢氧化镁粒子。
3.5常温固相法宋兴富等[7]以自制的六铵氯化镁为原料, 采用常温固相法制备出了杂质含量低于 0. 3%, 平均粒径为 158 nm 的超细氢氧化镁。
优化制备工艺条件为:M gCl26NH3和 MgCl26H2O 摩尔比为 1 1, 球磨机转速 350 r/m in, 磨矿时间 15 m in, 球料比 5 1、充填率 52%。
3.6微波合成法。
W u H Q 等以硝酸镁和氢氧化钠为原料, 利用微波照射, 在室温条件下合成了直径为 20~ 40 nm, 长度为 100~ 150 nm 的纤维状纳米氢氧化镁。
吴健松等用自制的微波 - 水热高压釜制备出了分散性好、纯度高的氢氧化镁晶须, 晶须产率达 80%, 而且该方法工艺简单, 成本低, 效益高, 可望进一步中试[8]。
4、国内外氢氧化镁阻燃剂的研发和使用现状4.1国外现状在国外所消耗的无机矿物型阻燃剂中, 氢氧化铝居首位, 氢氧化镁居第二。
但由于氢氧化镁分解温度比氢氧化铝高出110~ 140 , 因此更适合高温热塑性塑料加工[9]。
美国是目前世界上氢氧化镁产量最大、品种最多的国家, 用于不同用途的氢氧化镁达 14 种, 作阻燃剂用的有 10 个品种。
1996 年美国产量为39.5 万 t , 1997 年产量为 30. 7 万 t , 由6 家主要公司的9 个厂家生产。
其中作为阻燃剂用的氢氧化镁用量为 1. 5 万~ 2. 0 万 t。
近几年来, 氢氧化镁阻燃剂的年增加率为 8%, 目前仍维持这一水平, 到2005 年年增长率可能会达到 10% ~ 20% 。
如果卤素类阻燃剂受到限制, 其增长率将会更高。
日本氢氧化镁的生产和应用至少有 20 多年的历史, 其在 1996 年的生产能力 46 万 t, 其中阻燃剂级氢氧化镁不少于 1. 4 万 t。
据不完全统计, 目前日本氢氧化镁生产能力达到 50 万 t, 其中用于阻燃剂氢氧化镁超过 2. 4 万 t。
其大部分生产厂家均从海水、卤水制取, 是典型的盐化工生产路线。
同时, 一些公司也把注意力放在水镁石的综合利用上。
4.2中国现状中国生产氢氧化镁资源种类和来源具有相当优势[10]。
从 20 世纪 80年代后期开始进行氢氧化镁开发研究, 但生产厂家只有 5~ 7 家, 最大规模为1 000 t / a, 1998 年不同规格氢氧化镁生产能力估计为1. 0 万~ 1. 2 万 t/ a。
同时, 生产的氢氧化镁绝大部分为质次低价的产品, 纯度低于 96%, 且粒度分布很宽, 致使产品的应用面受限制, 生产高纯度微细产品的厂家报道不多。
到 1999 年, 氢氧化镁阻燃剂生产能力为 1. 3 万 t, 分别由山东胶州古河镁盐厂、山东海化集团、上海振泰化工厂、连云港碱厂和河北武邑化工厂生产, 其主要生产技术为合成法, 但能作为阻燃剂的产品很少。
近年来, 不少研究者根据中国资源情况, 提出了以水镁石作为原料, 经处理后作为阻燃剂的研究, 并取得了一定的进展。
如: 张斌对水镁石经超细粉碎后, 经钛酸酯、硬酯酸钠等偶联剂和表面活性剂处理,应用于 PP 材料中, 取得良好的复合和阻燃性能; 李洪庆等利用水镁石为原料, 经过油酸钠表面处理, 作为LDPE 的阻燃材料, 具有明显的消烟和阻燃作用; 安悦等利用水镁石填充聚丙烯阻燃性能的研究, 结果表明, 当填充量达到 40 份时, 可作阻燃材料, 并具有良好消烟性能, 达到 60 份时可作难燃材料使用。
5、氢氧化镁阻燃剂的发展方向5.1生产中仍存在的问题当前, 氢氧化镁阻燃剂生产过程中主要有两大难题需要解决: 一是形貌控制, 普通的沉淀氢氧化镁制造比较容易, 但作为阻燃用氢氧化镁的粒子应为纤维状或片状, 需特殊制备才能满足后续生产的需求; 二是过滤性能, 氢氧化镁沉淀颗粒细, 粘性大, 给洗涤、分离操作带来很大困难。