改性氫氧化鎂阻燃劑的制備

1、目錄課題研究的意義氫氧化鎂阻燃劑優(yōu)點氫氧化鎂制備方法表面改性方法表面改性劑種類研究方法一般考察的結(jié)果與討論1. 課程研究的意義 隨著高分子材料工業(yè)的發(fā)展，塑料、橡膠、纖維等合成高分子材料越來越廣泛地用于建筑、化工、軍事及交通等領(lǐng)域。但大部分高分子材料均易于燃燒，在很多應(yīng)用領(lǐng)域中，需要添加阻燃劑以降低其燃燒性及燃燒速度，從而達到預(yù)防火災(zāi)、減緩火勢蔓延的目的。 氫氧化鎂作為一種新型的無機阻燃劑越來越受到人們的關(guān)注，其約在340時開始發(fā)生分解,生成氧化鎂和水,在430分解最快, 500左右分解完全,整個過程不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體,分解過程中吸收熱量為44.8 kJ/mol。 2. 氫氧化鎂阻燃劑優(yōu)點

2、氫氧化鎂阻燃劑受熱分解時會釋放水分，吸收熱量，降低聚合材料表面火焰的實際溫度，從而減緩聚合物降解為低分子的速度。高溫下阻燃劑與可燃反應(yīng)物反應(yīng)可產(chǎn)生炭，炭層不僅可以隔絕空氣，還能夠避免可燃物的熱分解。均勻分散的氫氧化鎂阻燃劑在高溫下與聚合材料會發(fā)生反應(yīng)，分解出二氧化碳等不燃性氣體，通過隔絕空氣以達到滅火的效果氫氧化鎂阻燃劑的高效抑煙作用隔斷熱傳導(dǎo)和熱輻射，可與其他炭化物共同形成一道致密的阻燃屏障，減小燒蝕速率，同時降低分解產(chǎn)物的質(zhì)量損失速率，防止火焰的進一步蔓延。填充納米級超細氫氧化鎂阻燃劑的聚合材料，可以均勻地降低可燃性高聚物的濃度，從而減小可燃物的濃度，使其阻燃性能提高。3. 氫氧化鎂制備方

3、法 （1）石灰乳法 以 MgCl26H2O 為原料與石灰乳反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀。 MgCl2+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(OH)2 優(yōu)點：石灰乳價廉易得，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益好； 缺點：產(chǎn)品粒度細，甚至凝膠化，比表面積大而易吸附包裹大量雜質(zhì)離 子，使得其純度偏低，過濾性能也差。 （2）氨法 以 MgCl2為原料，以氨水為沉淀劑進行反應(yīng)。 MgCl2+2NH3H2O Mg(OH)2+2NH4Cl 優(yōu)點：合成出的氫氧化鎂純度高； 缺點：收率偏低，粒徑分布較寬，尤其是操作環(huán)境因氨水的強揮發(fā)性而比較惡劣，環(huán)境污染問題突出。（3）電解鹵水法 MgCl2+ 2NaOH Mg(OH)2 + 2N

4、aCl 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 用副產(chǎn)物氯化鈉電解制備沉淀劑，并循環(huán)使用，用于沉淀氯化鎂，不用或少用外購燒堿。此法適于高純度、高產(chǎn)率的氫氧化鎂的制取，但由于其能耗高。（4）氫氧化鈉法 氯化鎂水溶液與燒堿反應(yīng)制備 Mg(OH)2 MgCl2+2NaOHMg(OH)2 +2NaCl 該工藝操作簡單，產(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)、粒徑及純度均易于控制，附加值較大，適于制備高純微細產(chǎn)品。 根據(jù)大量文獻可知，氫氧化鈉法是制備阻燃劑氫氧化鎂的常用方法。4. 表面改性方法（1）干法改性 是指在干燥完成的氫氧化鎂粉體中加入適量的惰性溶劑(甲苯、二甲苯)，混合充分后再經(jīng)過干燥或其他處理得

5、到改性的氫氧化鎂阻燃劑。工藝較為簡單，但改性效果不佳。（2）濕法改性 先通過某種溶劑分散氫氧化鎂，再加入以硬脂酸鈉、油酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉為代表的陰離子型表面活性劑的改性劑進行混合改性。此工藝較為復(fù)雜，且存在表面改性劑隨水流失的問題，增加制備成本。（3）在線改性(沉淀反應(yīng)改性) 指粉體在沉淀、洗滌、干燥等制備過程中引入表面活性劑的改性方法。該法不僅能在粉體制備過程中有效控制晶體間的團聚，還可以縮短制備的工藝流程，大大地節(jié)約生產(chǎn)成本。 一般為了縮短實驗工藝流程，采用在線改性的方法，將所選的表面改性劑直接添加到原料液中，在沉淀反應(yīng)的同時進行表面化學改性。5. 表面改性劑種類 氫氧化鎂表面改性使用

6、的表面改性劑種類較多，主要包括陰離子表面活性劑、有機磷酸酯和偶聯(lián)劑等。 陰離子表面活性劑：長鏈脂肪酸、鈉鹽 有機磷酸酯：一般含有長鏈的烷基或芳香基團 偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑復(fù)合改性劑：將硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸鈣、油酸鎂等混合在一起不僅可改善 Mg(OH)2表面性能，復(fù)合材料的阻燃及機械力學的性能也得到極大的改善。6. 研究方法 以氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液為原料，聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和苯酚為表面改性劑，采用鎂源和沉淀劑雙向滴加，先在反應(yīng)裝置中加入一定量的表面改性劑，制備同時改性，對制得的氫氧化鎂阻燃劑的漿液進行沉淀性能和過濾性能進行檢測，及其物理化學性質(zhì)的表征。7 一般考察的結(jié)果與討論7.1 表面活性劑添加量對沉降性能的影響7.2 表面活性劑添加量對過濾性能的影響7.3 物理化學性質(zhì)的表征7.3.1 TEM 分析 未改性產(chǎn)品 聚