阻燃礦物材料的制備路線

/阻燃礦物材料的制備路線（阻燃礦物材料）的實在制備路線和設(shè)備如下：1、阻燃礦物材料的超細化制備阻燃（礦物材料）的超細化制備方法分為物理方法和化學(xué)方法兩種：1.1物理方法物理方法也稱機械方法，是指粉體自身通過機械加工成超細粉體的方法。目前常用的機械設(shè)備有：氣流磨（又稱氣流粉碎機）、機械沖擊式超細磨機、攪拌研磨機、振動磨等。這些設(shè)備制備超細粉體阻燃劑的原理是使給料粉體經(jīng)過擠壓、擠壓一剪切或沖擊作用下完成的。如十溴聯(lián)苯醚（Br含量83％，分解溫度345℃）與三氧化二銻并用，在PP中添加8～10質(zhì)量份時，阻燃級別達不到UL94V—0級。但是當十溴聯(lián)苯醚與經(jīng)超細粉碎成1～5m的三氧化二銻并用時，添加量只需5～6質(zhì)量份，就能達到上述阻燃級別。一種商品名為VersamaygUF的Mg（OH）2，是70％粒度小于2m，全部粒子都小于10m的一種超細粉末。在PVC和橡膠中，用該種微細Mg（OH）2代替30～50質(zhì)量份的ATH，可以有效改善聚合物材料的抑煙性和氧指數(shù)。除此之外，沉淀Mg（OH）2、Magnifin系列超細Mg（OH）2等也都在聚合物材料中得到應(yīng)用。粒徑為0.5～3m的硼酸鋅用于纖維可改善材料加工性。該超細硼酸鋅與ATH并用可用做高溫成炭阻燃劑，若與鎂化合物并用，則在電線、電纜包覆層中應(yīng)用。機械粉碎方法雖能達到超細粉體阻燃劑的粒度要求，但有時會使阻燃劑粉料的微觀結(jié)構(gòu)如晶體結(jié)構(gòu)等受到破壞，導(dǎo)致分散性差，在混合加工時產(chǎn)生重新聚集成團，影響阻燃效果。為此，可對超細化粉體進行表面處理克服這一缺點。1.2化學(xué)方法化學(xué)方法又稱物理化學(xué)方法，這種方法是將固體粉末狀的阻燃劑與分散劑等物質(zhì)采納膠體磨或砂磨機制成粒度為小于2～20m范圍的超細粉體。其原理是物料經(jīng)剪切摩擦粉碎（研磨）完成的。例如粒度為0.03m的五氧化二銻的阻燃效果比Sb2O3好。阻燃礦物材料的超細粉體制備方法還有很多種，如液相沉淀法、噴霧熱分解合成等，在工程上應(yīng)用尚需進一步討論和完善。2、阻燃礦物材料的微膠囊制備阻燃礦物材料常用的微膠囊的制備方法有聚合反應(yīng)法、相分別法、物理及機械法三種。2.1聚合反應(yīng)法依據(jù)微膠囊化時制備殼體材料的原材料以及聚合方式的不同，可將聚合反應(yīng)法制備微膠囊的工藝再分為原位聚合法、界面聚合法和懸浮交聯(lián)法三種。其中原位聚合法和界面聚合法是以單體為原材料，利用合成高分子材料作殼材料的方法，這兩種方法具有工藝簡單、殼材料選擇面廣、可獲得多種具有不同性能的殼材料的優(yōu)點。（1）原位聚合法原位聚合法是將反應(yīng)性單體與引發(fā)劑全部加入到芯材料液滴或全部加入到懸浮介質(zhì)中，也就是單體全部位于芯材料液滴的內(nèi)部或者外部。在微膠囊化體系中，單體在單一相中是可溶的，而聚合物在整個體系中是不溶的，所以聚合反應(yīng)可在芯材料液滴表面上發(fā)生，并進一步使單體變成分予量較低的預(yù)聚體，經(jīng)成長而沉積在芯材料物質(zhì)的表面。隨著聚合反應(yīng)的不斷進行，最后形成固體的膠囊外殼，這種聚合物薄膜均勻地覆蓋芯材料全部表面。一些粉體阻燃礦物材料的微膠囊化處理，常采納此類方法。（2）界面聚合法界面聚合法又稱界面縮聚法。它重要用于包裹溶液體系，也就是先將芯材料乳化或分散在一個溶有殼材料的連續(xù)相中，然后在芯材料的表面上通過單體聚合反應(yīng)而形成微膠囊。參加聚合反應(yīng)的單體至少要有兩種，一類是油溶性的單體，另一類是水溶性的單體。它們分別位于芯材料液滴的內(nèi)部和外部，并在芯材料液滴的表面進行反應(yīng)，形成聚合物薄膜殼，再將微膠囊從液相中分別出來。（3）懸浮交聯(lián)法這種方法與上述兩種方法不同，它不是以單體為原材料，而是以聚合物為原材料，也就是先將線形聚合物溶解形成溶液，再將該溶液加入與聚合物不相容的懸浮介質(zhì)中，使兩相混合，在混合均勻體系穩(wěn)定的條件下，加入交聯(lián)劑，使聚合物液滴交聯(lián)固化成膠囊殼。2.2相分別法相分別法也稱為物理化學(xué)方法。相分別過程也稱為凝集過程。依據(jù)制備介質(zhì)的不同，相分別法可分為水相相分別法和油相相分別法。該方法適用于與水可混溶或與水不可混溶的固體或液體的微膠囊化，也就是將某一種可溶的聚合物分散到不會溶解阻燃劑的溶劑體系中，然后再加入一種能與溶劑體系混合，卻不能溶解聚合物與阻燃劑的液體，經(jīng)化學(xué)交聯(lián)或非溶劑沉析而固化，形成膠囊殼。假如這種由相分別生成的聚合物濃溶液微小液滴（凝膠層）在阻燃劑粒子表面成膜是在水溶液介質(zhì)中進行，那么依據(jù)被分別出來的聚合物凝集情況，又分為單凝集法和復(fù)凝集法。其中，單凝集是由凝集劑引起的只含一種高分子聚合物的相分別；而復(fù)凝集劑則為含有兩種以上高分子凝集的相分別。由此可知，水相相分別法適用于與水不混溶或不溶的固體包覆膠囊化。2.3物理及機械法阻燃礦物材料的物理機械制備法重要是通過微膠囊殼材料的物理變化，采納肯定的機械加工手段進行微膠囊化。常采納的方法有溶劑蒸發(fā)或溶液萃取、噴霧干燥法、熔化分散冷凝法、流化床法等。3、阻燃礦物材料的表面改性阻燃礦物材料的表面改性方法有：表面化學(xué)改性法、機械化學(xué)法、高能表面改性法和沉淀反應(yīng)法等。3.1表面化學(xué)改性法表面化學(xué)改性法是通過偶聯(lián)劑、表面活性劑、不飽和有機酸等對阻燃礦物材料表面進行化學(xué)改性處理的方法。由于表面改性劑種類繁多，因此選擇的范圍較大。實在選用時要綜合考慮阻燃礦物材料的表面性質(zhì)，改性后產(chǎn)品的質(zhì)量要求，應(yīng)用場合及表面改性工藝，加工成本等因素。通常，改性的工藝方法分干、濕兩種方法。干法工藝所需設(shè)備有：高速加熱混合機（或捏合機）、流態(tài)化床、連續(xù)式粉體表面改性機、渦流磨等。濕法則是在溶液中采納反應(yīng)釜（罐）經(jīng)改性處理后，再進行過濾和干燥脫水。3.2機械化學(xué)法機械化學(xué)法是利用一些超細粉碎設(shè)備，使填料受猛烈機械作用、激活粉體表面來與聚合物的相互作用，新生表面生成的自由基或離子可以引發(fā)苯乙烯、烯烴類進行聚合，形成聚合物接枝填料。常見的超細粉碎設(shè)備有球磨機、氣流粉碎機等。討論表明，相同條件下干式超細粉碎較濕式機械激活作用比較猛烈。而且，在機械粉碎的過程中，加入某些添加劑有助于表面吸附，降低體系的黏度和減輕顆粒間的團聚。3.3高能表面改性法高能表面改性法是指利用紫外線、電暈放電、紅外線、等離子體照射等方法對阻燃礦物材料進