氢氧化镁阻燃剂的湿法改性研究
氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展
氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展作者:刘家伟王容李盈颖郑冉宋健健赵丽来源:《科技创新与应用》2017年第15期摘要:介绍了氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理,阐述了近年来氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展,展望了氢氧化镁阻燃剂的研究方向。
关键词:氢氧化镁;阻燃剂;表面改性卤系阻燃剂虽然具有较好的有机聚合物材料阻燃性能,但材料一经燃烧产生大量的有毒气体,严重危害身体健康,加之北美西欧等国家已经取缔卤系阻燃剂的使用,发展新型有效的无卤阻燃剂成为研究的热点。
新型无机阻燃剂氢氧化镁用于材料的阻燃不产生有毒物质,具有安全环保的特点,在高分子材料中应用广泛。
本文对氢氧化镁阻燃剂的特点进行了论述,重点对其改性研究进行了阐述。
1 氢氧化镁阻燃剂特点氢氧化镁是白色粉末状的六角形或无定性的片状结晶,其密度为2.39g/cm3,难溶于水,18℃时的溶解度为9*10-3g/L。
Mg(OH)2的起始热分解温度比Al(OH)3要高,接近300℃。
其最大分解峰温比Al(OH)3高约100℃,约400℃[1,2]。
氢氧化镁阻燃性能来源于其特殊的热分解性能。
氢氧化镁受热分解为氧化镁和水蒸气。
总结其阻燃机理和特点如下[3,4]:(1)氢氧化镁热分解产生的水蒸气可有效稀释氧气浓度,阻碍燃烧;(2)氢氧化镁的热容大,热分解过程中可有效降低高分子基材所吸收的热能,使高分子基材的热分解有所延缓;(3)氢氧化镁形成的表面炭化层可以延缓燃烧,并能够抑制分解气体的燃烧;(4)氢氧化镁分解吸收大量的热量,降低被阻燃材料的温度,可有效延缓高聚物分解速度;(5)氢氧化镁热分解产生的氧化镁本身就是优良的耐火材料,覆盖于高分子基材表面能够隔绝空气使燃烧受阻;(6)氢氧化镁用作阻燃剂时添加量较大才能提高高聚物的难燃性。
虽然氢氧化镁因其独特的热分解特性赋予其阻燃和抑烟的特性,但氢氧化镁用于高分子基材的阻燃仍受到一定的限制。
首先,氢氧化镁具有较高的表面能,未经改性的氢氧化镁易于团聚,分散性能差。
氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂简介氢氧化镁简称MH,分子式Mg(OH)2,分子量重58.33.白色粉末,相对密度 2.39.折射率 1.561-1.581.在300℃以下稳固,320℃开端分化,生成氧化镁和水,430℃时分化速度最快,490℃时分化完结.溶于烯酸和铵盐溶液,不溶于水.乙醇.氢氧化镁不但有阻燃感化,还有一眼功效,无毒.无腐化性,多种机能优于氢氧化铝,安然便宜,属于环保型无机阻燃剂.阻燃机理氢氧化镁在受热时(340-490度)产生分化接收燃烧物概况热量到阻燃感化;同时释放出大量水分稀释燃物概况的氧气,分化生成的活性氧化镁附着于可燃物概况又进一步阻拦了燃烧的进行.氢氧化镁在全部阻燃进程中不单没有任何有害物质产生,并且其分化的产品在阻燃的同时还可以或许大量接收橡胶.塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不竭接收未完整燃烧的融化残留物,从使燃烧很快停滞的同时清除烟雾.阻拦熔滴,是一种新兴的环保型无机阻燃剂.分类阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类.有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列.因为有机阻燃剂消失着分化产品毒性大.烟雾大等缺陷,正慢慢被无机阻燃剂所替代.无机阻燃剂重要品种有氢氧化铝.氢氧化镁.红磷.氧化锑.氧化锡.氧化钼.钼酸铵.硼酸锌等,个中以氢氧化铝和氢氧化镁因分化吸热量大,并产生H2O可起到隔断空气感化,其分化后氧化物又是耐高温物质,故二种阻燃剂不但可起到阻燃感化,并且可以起到填充感化,它所具有不产生腐化性卤气及有害气体.不挥发.后果持久.无毒.无烟.不滴等特色.活性氢氧化镁:活性氢氧化镁阻燃剂,普遍运用于橡胶.化工.建材.塑料(聚丙烯.聚乙烯.聚氯乙烯.三元乙丙橡胶)及电子.不饱和聚酯和油漆.涂料等高分子资估中,特别是对矿用导风筒涂覆布.PVC整芯运输带.阻燃胶板.蓬布.PVC电线电缆料.矿用电缆护套.电缆附件的阻燃.消烟抗静电,可代替氢氧化铝,具有优秀的阻燃后果.种类间比较今朝国内氢氧化铝用量较多,但跟着高聚物加工温度的进步,氢氧化铝易分化,降低阻燃感化,氢氧化镁较氢氧化铝具有如下长处:①氢氧化镁热分化温度达330℃,比氢氧化铝高100℃,故有利于塑料加工温度的进步,加速挤塑速度,缩短模塑时光;②氢氧化镁与酸的中和才能强,可较快地中和塑料燃烧进程产生的酸性气体SO2.NOx.CO2等;③氢氧化镁分化能高,有利于接收燃烧热,进步阻燃效力;④氢氧化镁抑烟才能强.硬度小,对装备摩擦小,有助于延伸临盆装备寿命.氢氧化镁阻燃剂的改性研究氢氧化镁阻燃剂的阻燃后果很低,单独运用时添加量须要在50%以上时才具有较好的阻燃后果,但如许影响了聚合物质料的加工机能和物理力学机能.为此,人们常对氢氧化镁进行概况处理,并与其他阻燃剂混杂运用,构成复合的阻燃系统,削减氢氧化镁用量,进步阻燃后果.1.1 概况改性氢氧化镁是一种极性很强的无机化合物,其晶体在偏向有微不雅内应变,晶体概况带有正电荷.具有亲水性,和亲油性的聚合物分子的亲和力欠,晶粒趋势于二次凝集;同时,氢氧化镁与聚合物的界面产生闲暇,导致疏散性很差.为了改良氢氧化镁与聚合物间的粘结力和界面亲和性,采取概况改性剂对其进行概况处理是最为行之有用的办法之一.氢氧化镁阻燃剂经常运用的概况改性剂是偶联剂和阴离子概况活性剂.1·1·1 偶联剂硅烷偶联剂是一类具有特别构造的低分子有机硅化合物,对改良聚合物质料的强度和耐热性的后果较为凸起,经常运用来处理纤维状或其它纵横比较大的填料;钛酸酯偶联剂能付与聚合物质料较好的分解机能,即加工温度下优越的流淌性和运用温度下兼具高的强度和韧性,个中对改良抗冲击机能较为明显,一般处理氢氧化镁的均为单烷氧基钛酸酯.研究标明,用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂概况处理的氢氧化镁填充聚丙烯材料,其曲折模量分离比未改性时进步了100%和70%.1·1·2 阴离子概况活性剂主如果高等脂肪酸及其衍生物,活性剂分子的亲水基与亲油基分离与氢氧化镁和聚合物质料产生互相感化,产生化学反响或物理吸附,加强了两者之间的有机接洽,进步了氢氧化镁在聚合物质估中的相容性和疏散性,从而改良材料的力学机能.上述的概况改性剂不但可以单独运用,也可以复配运用.日本曾有专利报导,将硅烷偶联剂与硬酯酸钙.油酸镁混杂在一路,对氢氧化镁进行概况改性处理,既达到改良氢氧化镁概况机能的目标,又能在聚合物质料燃烧时形成优越的碳化构造,进一步进步了材料的阻燃及机械力学机能.1.2 与其他阻燃剂构成复合阻燃系统氢氧化镁除可以单独填充聚合物质料外,还可以和其他阻燃剂如红磷.氢氧化铝.卤系阻燃剂等复合运用.少量增效剂的添加可以降低氢氧化镁的填充量,明显地改良材料的阻燃及机械机能.1.2.1 与氢氧化铝的协同效应氢氧化铝的分化温度比氢氧化镁低100℃,将两者并用可以在235~455℃规模内均消失脱水吸热反响,可以在较宽规模内克制高分子材料的燃烧.是氢氧化镁和氢氧化铝总含量为50份时与高密度聚乙烯共混料的差热剖析数据. Mg(OH)2及Al(OH)3填充HDPE 氧指数变更图标明氢氧化镁和氢氧化铝各自的氧指数OI为26.28,当Mg(OH)2∶Al(OH)3为30∶20和40∶10时,OI可达30,标明两者有明显协同感化.还有一些文献报导,氢氧化镁与氢氧化铝在聚合物中添加量达到1∶1时,阻燃协同效应最佳.1.2.2 与红磷的协同效应红磷可以作为阻燃剂单独运用,燃烧时先被氧化成磷酸非燃性液态膜,进而脱水生成聚偏磷酸,聚偏磷酸是很强的脱水剂,在高温下使聚合物概况形成碳化层,起到阻燃感化.但红磷本身可燃且吸湿性很强,单独运用后果不睬想,限制了其在聚合物中的大量添加.然而它倒是很好的阻燃增效剂,研究发明,在氢氧化镁或氢氧化铝阻燃的聚合物质估中添加少量红磷,可以明显加强聚合物的热稳固性,进步阻燃机能,产生协同效应.郭锡坤等以为,产生协同效应的机理是因为氢氧化镁和氢氧化铝在高温下脱水,有利于促进红磷充分转化为磷酸和聚偏磷酸,而聚偏磷酸的强烈脱水感化又促使氢氧化镁和氢氧化铝的脱水反响进行得更完整.经由过程互相促进,使三者自身的感化能更充分施展,从而加强了脱水吸热.成炭结焦隔氧隔热等阻燃感化,表现出协同效应.1.2.3 与卤系阻燃剂的协同效应卤系阻燃剂具有很强的阻燃机能,但其燃烧时发烟量大一向是难以解决的缺陷.氢氧化镁具有很好的抑烟后果,是以人们对二者的复合运用进行了较多研究.崔永岩等研究了在含溴锑阻燃剂的聚丙烯中添加不合份量的氢氧化镁对材料氧指数的影响,以为在低添加量时产生干扰感化,高添加量时产生协同效应.临盆厂家深圳市宏泰基实业有限公司是一家致力于环保型阻燃剂研发.临盆和发卖为一体的专业厂商.公司成立于2004年,厂房占地面积约3000多平米,车间情况安静卫生,装备先辈齐备,公司现有技巧研发人员12人,一线工人五六十人.宏泰基实业将建立谨小慎微.克意朝上进步的企业精力,一步一个脚印的稳步成长.宏泰基在环保阻燃剂方面已取得了必定成绩,失去自立开辟的改性氢氧化镁.改性氢氧化铝.微胶囊红磷.改性硼酸锌.无卤阻燃剂.高效化学改性阻燃剂等一批环保型阻燃剂.产品在实践中不竭成熟,克意使本身的产品相符国际环保请求:①欧盟ROHS指令②索尼SS-00259尺度. 氢氧化镁.氢氧化铝等阻燃剂产品获得了宽大客户的一致承认.姑苏市博洋化学品有限公司是一家集研发.临盆.发卖为一体的专业化学品企业.公司重要从事光伏太阳能及半导体行业电子化学品.水处理化学品.化工原料.....丹东天赐阻燃材料科技有限公司有关氢氧化镁的产品:高纯氢氧化镁.氢氧化镁氢氧化镁水处理.氢氧化镁脱硫剂.氢氧化镁阻燃剂.深圳市锦龙(昊)辉实业有限公司辽阳富达化公司(南海办)上海城锐工商业公司等公司都是临盆氢氧化镁产品的公司.国外商标有MagShield M,S(美国).FR-20(以色列).价钱氢氧化镁是今朝正推广的无公害无机阻燃剂,它在临盆.运用和放弃进程中均无有害物质排放,不影响是指电断气缘性,并且还能中和燃烧进程中产生的酸性与腐化性气体,是一种情况呵护型绿色阻燃剂.氢氧化镁是无卤阻燃剂系列产品中最便宜的阻燃剂,其道理是在340度时释放出结晶水一向到490度,温度再高消融,氢氧化镁具有消烟阻燃环保等特征,就是单独运用添加量大,如今2500元阁下一吨.汗青与远景瞻望氢氧化镁作为阻燃剂正式投入工业化临盆始于1978年,之后,关于氢氧化镁的基本研究和运用研究日趋繁华.不竭深刻,几乎历次国际阻燃学术研究会上都有这方面的内容.美国事世界上氢氧化镁产量最大的国度,据Walter的剖析,1997年美国氢氧化镁的产量达到37万t,个中作为阻燃剂运用的氢氧化镁总量为 1.5~2.0万t.今朝的年增长率为8%,跟着阻燃剂无卤化趋势的成长,估计到2005年,年增长率会达到10%~15%.日本是氢氧化镁阻燃剂工业化临盆最早的国度,1975年协和公司成功研制了特别大晶粒.低概况积的氢氧化镁阻燃剂,随后三菱公司又将氢氧化镁与聚丙烯制成阻燃复合伙料投放市场.今朝日本氢氧化镁的临盆厂家已超出10家,临盆才能达到50万t,个顶用于阻燃剂的氢氧化镁超出2.4万t,且以10%~12%的年增长率在增长.欧洲阻燃剂的消费量1995年为26万t,无机阻燃剂氢氧化镁和氢氧化铝占统治地位,约占48%.个中氢氧化镁仍呈增长势头,到2000年增长率约为6%~8%.我国氢氧化镁阻燃剂的开辟运用起步较晚,80年月以来,有杭州化工研究所.江苏海水分解运用研究所等对其制作工艺和运用进行了研究.今朝的临盆厂家许多,年现实总产量已达到1000万t.而我国临盆氢氧化镁的资本种类和起源上与日底细比具有无可争议的优势,与美国比拟也八两半斤,在青海盐湖储藏着MgCl232亿t.MgSO416亿t,还有丰硕的卤水资本,山东潍坊也蕴含着大量的卤水资本,并且潍坊作为中国的阻燃基地,在氢氧化镁这个产品中具有较为成熟的技巧资本,尤以潍坊海鲁镁业.潍坊化工场等厂家.这些前提对成长氢氧化镁阻燃剂都是十分有利的.跟着氢氧化镁阻燃剂研究的深刻和运用规模的扩展,氢氧化镁阻燃剂的往后成长趋势应向以下几个方面.1.简化氢氧化镁制备工艺,削减水镁矿破碎摧毁的能耗问题.2.阻燃剂力度超细化:当氢氧化镁阻燃剂的添加量增长时,为了更好施展阻燃后果及削减对力学机能的影响,应之辈超细氢氧化镁,可以像纳米级氢氧化镁阻燃剂成长.3.概况活性处理技巧:针对不合的材料选择适合的概况活性剂及最佳用量,进步氢氧化镁阻燃基于高分子聚合物的相容性.4.协同复合技巧:积极开展复合阻燃剂的研究,选择适合的阻燃剂与氢氧化镁阻燃剂相合营,有用地进步系统的阻燃剂机能,解决氢氧化镁高添加量所带来的聚合物力学机能大幅度降低的问题.。
氢氧化镁包覆改性研究进展
氢氧化镁包覆改性研究进展武海虹;路绍琰;张文燕;宋达;郝晓翠;王俐聪;张琦【摘要】氢氧化镁是一种无毒抑烟型环保阻燃剂,介绍了氢氧化镁阻燃剂的表面特性及包覆改性方法,分析了目前包覆改性技术的特点及研究进展,并提出了氢氧化镁包覆改性的发展方向.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】4页(P1175-1177,1180)【关键词】氢氧化镁;阻燃剂;包覆改性【作者】武海虹;路绍琰;张文燕;宋达;郝晓翠;王俐聪;张琦【作者单位】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192【正文语种】中文【中图分类】TQ132.2氢氧化镁是一种重要的无机阻燃材料,随着环保要求的日趋严格,无毒抑烟的氢氧化镁有望成为传统卤系阻燃剂的替代产品。
氢氧化镁受热分解会吸收大量的潜热,能够起到迅速降温的作用,反应产物水能抑制发烟,另一产物氧化镁本身具有耐火性能,整个反应无有害气体释放,是一种环保型的阻燃材料。
此外其较高的分解温度(340 ℃)可以使添加氢氧化镁的复合材料能承受更高的加工温度,拓宽其应用范围[1-3]。
但传统的氢氧化镁阻燃剂在填充到树脂、塑料等高聚物材料中时存在分散性差的缺点,当高添加量取得阻燃效果的同时,复合材料的机械力学性能却受到影响[4-5],这一问题很大程度上阻碍着氢氧化镁阻燃剂的使用和推广。
表面改性处理是解决该问题的一个途径,其通过添加有机物等改性物质,与氢氧化镁颗粒表面发生化学反应或者吸附在氢氧化镁表面,形成包覆层,从而使颗粒表面有机化,由亲水性变为亲油性,达到改善与高聚物材料相容性的目的。
氢氧化镁的表面改性9.10
contact angle/°
37
stirring rate r/min
6.5 A-1120改性氢氧化镁的表征
(1)红外表征
此图是对在70℃,2h搅拌速度600r/min,A-1120加入量为干氢氧化镁质量分数9% 的条件下得到改性氢氧化镁的红外光谱图。
a b
干法改性 表面化学改 性 湿法改性 在线改性
表面改性方 法 胶囊化改性
常用的表面改性剂主要包括:表面改性剂,有机磷酸酯, 偶联剂,高分子包覆剂
3 硅烷偶联剂湿法改性氢氧化镁的步骤
氢氧化镁粉末 A-1120 氢氧化镁粉末 氢氧化镁粉末 氢氧化氢氧化 镁粉末 A-1120 镁粉
以乙醇为溶剂配置成 10wt%的溶液 以95%乙醇为溶剂配 以乙醇为溶剂配置成 置成 10wt%的溶液
张伟娜 R R
OH
基材
3 形成氢键
R
R
R OH
OH Si O Si O Si O O O H H H H H H O O O
基材
4 形成共价键
张伟娜 几点睡啦、、、、 张伟张伟娜娜张伟娜
R O
R O
R Si O
基材
OH Si O Si O
OH
5 A-151改性氢氧化镁的研究
5.1 改性时间对接触角的影响
随着改性剂的加入接触 角在不断增大,当增加到 9%时达到最大,这时改 性剂的覆盖量达到最大, 如果再加入改性剂有可能 在表面形成物理吸附,可 能会有一部分亲水基朝向 外亲油性就会减小,接触 角就会下降。所以选择加 入量为9%。
contact angle/°
6.3 改性温度对接触角的影响
下图是在改性剂加入量为9%,反应2h,300r/min的条件下以温度为变量研究 了温度对接触角的影响。
水热法制备阻燃剂氢氧化镁
摘 要 : 硫酸镁溶液添加氢 氧化钠沉淀出氢氧化镁凝胶 , 再用水热法改性制得阻燃剂级氢氧化镁 , 研究试 验条件( 氢氧化钠
浓度 、 热 处 理 温度 、 热 处 理 时 间 ) 水 水 与水 热 产 物性 能 的关 系 。 水 热 改 性 后 的氢 氧 化 镁 颗 粒 为 针 状 , 度 均 匀 。 在 试 验 条 件 下 , 粒 氢
的阻燃剂 、 高纯氧 化镁 或磁性材 料等 高附加值 产 品。
第 一步产 出 的凝胶 氢 氧化镁颗 粒 , 团聚倾 向大 , 在塑
L- ) ( ) 1 ;3 取一定 量 的硫 酸 镁 和氢 氧 化钠 溶 液反应 , 生成 絮凝状 的氢氧化 镁 ;4 把得 到的絮 凝状 氢 氧化 ()
镁 放入 高压釜 中( 温度 控制 在 2 0 ) 0 ℃ 加热 4 ;5 过 h () 滤、 洗涤 从高压 釜 出来 的氢 氧化镁 , 放入 烘干箱 中干 燥 1 h 温 度调 到 1 0 左右 ) 即得成 品 。 6( 0℃ 后 通 常条 件 下 得到 的氢 氧化镁 粒 度粗 , 目前 要 求 粒度小 于 9 %以上颗粒 小 于 3 m, 究 过程 中用 光 5 研 学显微镜 就能 看清 1 m 以上 的颗 粒 。因此 , 阻燃 剂
种是水 镁石 ( 然氢 氧 化镁 ) 天 粉碎 法 _ , 3 也有 用菱 j
苦土 ( O 直接 水 化 的 , 外 还有 正在 研究 之 中的 Mg ) 另
纳米级氢 氧化 镁 制 备 方 法 l 等 。在 这 些 简 单 的无 4 ]
机反应 中 , 存在着 许 多 复 杂 的 因素 影 响产 品 的结 晶 性、 粒度 、 度 及 过 滤 性 能 , 纯 因而 若 要 制 备 高 纯 、 微
年产6000吨氢氧化镁阻燃剂生产开发可行性研究报告书
6000吨/年氢氧化镁阻燃剂生产开发可行性研究报告题目6000吨/年氢氧化镁阻燃剂生产开发可行性研究报告学生姓名陈儒涛指导老师钟文周学院树达学院专业班级化工01完成时间2016年5月目录第一章概述 (1)1.1阻燃剂的定义 (1)1.2氢氧化镁阻燃剂的发展 (1)1.3选择氢氧化镁阻燃剂的优势 (1)第二章市场应用 (2)2.1无机阻燃剂的应用 (2)2.2氢氧化镁阻燃剂的国际市场 (2)2.3氢氧化镁阻燃剂的国内市场 (2)第三章产品的性质 (3)3.1氢氧化镁阻燃剂的结构特点 (3)3.2氢氧化镁阻燃剂的理化性质 (3)3.3氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理 (3)3.4氢氧化镁阻燃剂的特殊要求 (3)第四章反应过程中影响的因素 (4)第五章生产原理及路线的选择 (8)第六章工艺流程 (9)第七章效益分析 (10)参考文献 (11)课后体会 (12)第一章概述1.1阻燃剂的定义阻燃剂(FR),顾名思义,指的是能够使易燃性高聚物材料获得一定阻燃性的功能助剂。
在品种繁多的阻燃剂种类中,当属卤素阻燃剂(以溴系阻燃剂为主)的发展为最快最广,然而,卤素阻燃剂在实际工业的应用中发烟量大、易释放腐蚀性有害气体。
目前,世界阻燃剂开发领域呈现出非卤、低害和低烟化的趋势,使得以氢氧化镁为主体的无机阻燃剂消费量迅速上升。
1.2 氢氧化镁阻燃剂的发展自20世纪五十年代初至今的60多年间,特别是自20世纪八十年代初至今的30多年间,阻燃剂在减少火灾引起的生命财产损失方面发挥了重大作用。
在经过上世纪末的蓬勃发展后,阻燃剂的生产和应用已进入稳步发展阶段。
随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰以及衣食住行等各个领域都有了广阔的市场。
此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。
当下,我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂。
硬脂酸湿法表面改性氢氧化镁阻燃剂的研究
研究与开发硬脂酸湿法表面改性氢氧化镁阻燃剂的研究*姬连敏1,2,李丽娟1,陈大福1,聂峰1,曾忠民1,宋富根1(1.中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁810008;2.中国科学院研究生院)摘要:主要研究了硬脂酸(SA)湿法表面改性普通氢氧化镁的工艺过程,其改性效果由活化指数H进行表征。
研究了不同反应温度、搅拌转速、反应时间对活化指数的影响,同时,利用FT-I R,SE M,TG对硬脂酸表面改性的氢氧化镁进行表征。
结果表明:当反应温度为85~90e、搅拌转速为400r/m i n、反应时间3h、硬脂酸用量为2% (占氢氧化镁干粉的质量分数)时,其活化指数达到96%;普通氢氧化镁由亲水性完全转变成亲油性;改性后的氢氧化镁分散性更好,热分解温度更高。
FT-IR,TG分析表明:硬脂酸分子在氢氧化镁粉体表面发生吸附键合,形成了新的化学键。
关键词:硬脂酸(S A);氢氧化镁;阻燃剂中图分类号:TQ132.2文献标识码:A文章编号:1006-4990(2008)09-0013-04R esearch on surface m odification of m agnesiu m hydroxide fl a m e-retardant by stearic acid w et m ethodJiL ianm i n1,2,L iL ij u an1,Chen Dafu1,N i e Feng1,Zeng Zhong m in1,Song Fugen1(1.Q inghai Instit u te of Salt Lakes,Chinese A cad e m y of Sciences,X ini ng810008,China;2.Graduate University of Chinese A cad e m y of Sciences)Abstrac t:The surface m od ifi cation process of the co mmon m agnesi u m hydrox i de w it h stear ic ac i d(SA)wet m et hod w as m ai n l y i nvestigated.T he m odified eff ec tw as character i zed by the acti va ti on i ndex H.T he i n fluence o f such fac t o rs as re-ac tion te m pe rature,stirri ng speed and reacti on ti m e on the acti vation i ndex H w as studied.M ean wh ile,the surface m odifica-ti on res u lts w ere evalua ted by the m eans o f FT-IR,SE M and TG.The results i nd i ca ted that when the reaction te m perature w as85~90e,stirri ng speed w as400r/m i n,reac ti on ti m e w as3h,stear i c ac i d w as2%(by we i ght),t he acti v ati on indexH reached96%and the m od ifi ed co mm on m agnesi um hydrox i de was abso l ute ly changed i nto hydrophobe from hydroph ile.Its d i spersi v ity and t her m a l deco m posing te m pe ra t ure were i m proved a fter mod ificati on.FT-I R and TG ana l y si s of produc t ind i cated that stearic ac i d m o l ecules occured adso rb i ng bond on the surface of M g(OH)2powders,f o r m ing new che m i ca l bonds.K ey word s:stear i c ac i d(S A);m agnesi um hydrox i de;fla m e-re tardant氢氧化镁表面改性研究是通过表面改性剂改变氢氧化镁表面极性,降低氢氧化镁填料的表面能,使之趋于聚合物的表面能数值。
阻燃剂的发展概况及氢氧化镁表面改性的研究进展
有容易燃烧的特性 ,如果没有高性能的阻燃剂作为保 障 ,将 会严重 制约 塑料等 高分子 聚合物 的发展 ,可 以 说 ,高分子聚合物的发展离不开阻燃剂 的发展。根据 阻燃剂所 含元素 种类 的不 同 ,可 以将 阻燃剂 分为有 机
方 面进行 论述 。
2 无 机 阻燃 剂 的发 展 现 状及 未来 的发 展趋 势
无机 阻燃 剂 作为一 种无 卤阻燃 剂将成 为未来 阻燃
剂 发展 的一个方 向。根 据文献 报道 , 目前 无机阻燃 剂
1 阻燃剂 的概 况 及 其 分 类
阻燃 剂是 能使聚 合物不 易着火 和着火 后使其燃 烧
利 ,是人类 走 向现 代化 的一个重要 体 现… 。但 这些 高 分子 材料绝 大多数 是易燃 的 ,并 且燃烧 会产 生大量 的
二次危 害[。 ;此外 ,有机 阻燃剂 的生产 过程难 以控 制 ,废弃物 容易造 成环境 污染 ,生产 与治理 成本都 比
有毒气体 ,造成严重的环境污染,威胁着人类 的生命 财产 安全 l 。因此 ,开 发一种 在制备 、应用 中都不会 _ 2 j
产 生二次污 染 的环境 友 好型 阻燃 材 料 显得 非 常 必要 。
较高而限制了它的发展l 。 _ 8 j
随着人类 对环 境保 护的要求 日益严 格 ,世界上很 多 国家都开 始 限制 卤系 阻燃 剂 的应用 ,并且 正着力推 进 阻燃剂 向无 卤化 的方 向发展 。
本 文从 阻燃剂 的发展 以及氢 氧化镁表 面改性 的现状 等
Acin Me h im t ca s O n
塑料 、橡胶 、合成纤 维等高 分子材 料 的应 用 日益
氢氧化镁粉体的表面改性研究
佳工艺条件 。实 验结 果表明 : 最佳改性剂为硬脂酸钠 , 改性剂用 量为 6 质量 分数 ) 改性温度 为 8 %( , 5℃ 。 改性时间
( . i h i m咖BfS lL ksC S Qn h i i n 10 8 C i ;. r u t Sho C i s A a e yo c ne) 1Qn a g at ae ,A , i a n g8 00 ,hn 2 Ga a col o g X i a d e f o h ee cdm n fSi c e s A s at epoes f ufc d ct nue g 0 2 a vs gtd e ubdm t a ue v - bt c: rcs r emoi ao sdi M ( H) s netae . ri e yw s sdt e山 r os a i f i n w i i t i r o
Mg 0 ,a d iv a trat ( H) sadt e mer adn. i f l e
Ke r s: g e i m y r xd ;u f c d f ain; r i i ty y wo d ma n su h d o i e s r e mo i c t a i o t bd mer u
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第3 8卷 第 8期 20 0 6年 8月
无机 盐工 业
I NORG I HE C S I AN C C MI AL NDU T S RY 1 7
氢 氧 化 镁 粉体 的表 面 改性 研 究
硬脂酸湿法改性纳米氢氧化镁的研究
硬脂酸湿法改性纳米氢氧化镁的研究摘要:为了克服纳米氢氧化镁与非极性的高分子材料相容性差的缺陷,本文选用硬脂酸酸对纳米氢氧化镁进行湿法改性。
通过改性后的产品活化指数的测定,确定较好的改性条件(湿法改性的时间及改性剂用量);通过性能测试(沉降体积、黏度、比表面积等),测定改性效果。
关键词:湿法改性纳米氢氧化镁是目前发展较快的一种阻燃剂,具有无毒、无烟、无腐蚀性、分解温度高(340℃~490℃)、高效基材成碳作用、价格便宜等优点,通常作为填充性阻燃剂用于塑料等高分子材料[1]。
随着高分子材料中氢氧化镁含量的增加,其加工性能和机械性能也急剧下降,以致于不能用于阻燃。
因此如何克服这些缺陷成为纳米氢氧化镁阻燃剂研制和应用的一个关键问题。
目前主要通过湿法改性来改善氢氧化镁的表面性能,提高其与高分子材料的相容性。
本文选择价格低廉的硬脂酸作为湿法改性剂,通过改性后的产品活化指数的测定,确定较好的改性条件(湿法改性的时间及改性剂用量);通过性能测试(沉降体积、黏度、比表面积等)评价改性效果。
一、实验方法1.试剂与仪器纳米氢氧化镁由山东鲁华化工有限公司生产。
硬脂酸、液体石蜡、DOP(邻苯二甲酸二异辛酯)、甲苯、乙醇均为分析纯试剂,由国药集团化学试剂有限公司生产。
旋转黏度计,NDJ21型,上海同济大学机电厂;比表面积测定仪,Model ST-2000型,北京市北分仪器技术公司;红外光谱仪,TENSOR27型,德国BRUKER公司。
2.湿法改性方法将10g纳米氢氧化镁、90mL去离子水依次加入三口烧瓶(100mL),搅拌、加热。
当浆料加热到一定温度时,加入改性剂(改性剂质量以纳米氢氧化镁质量为基准),保温反应30min。
浆料过滤,滤饼用去离子水洗涤(25mL*4),干燥得产品。
3.湿法改性产品性能测试活化指数检测步骤如下:改性后产品加入到盛有蒸馏水的烧杯中,搅拌,静置1h。
将沉降于烧杯底部的样品过滤,干燥。
用加入产品的质量减去沉降于烧杯底部的样品质量,即可得到漂浮部分的质量。
氢氧化镁阻燃剂的表面改性研究现状
比, 除对环境 的影响相 当外 ,抑烟 能力 、除酸能力等 方面均优于AI H) ( O ,因此作为 阻燃剂具有广 阔的前
景。
我国氢 氧化镁 阻燃 剂的研 发起 步较 晚 ,由于 自
主 知识产权 的高纯 氢氧化 镁 阻燃剂生 产 尚未 成熟 ,
t i a e , t lo s mma ie te meh d o r p r t n a d s ra e mo i c t n o g e i m y r x d . h sp p r i as u rz t o f e a a i n u f c d f ai fma n su h d o ie h p o i o Ke r s ma n su h d o i e f mer t d n ; u e t e e r h sau y wo d : g e im y r x d ; a a a t c r n s a c tt s l er r
2 0 年第5 08 期
中国非金属矿工业 导刊
总第7 期 0
【 发利 用 】 开
氢 氧他镤 阳燃 的表 面改 性研 究现状
陶 勇
( 国非 金 属 矿 工 业公 司 , 北京 1 0 ) 中 05 0 3
摘要:本文主要 介绍 了氢氧化镁 阻燃剂 的特性及其制备方法 ,综述 了氢氧化镁 阻燃剂的表面改性研究现状。 关键词 :氢 氧化镁 {阻燃剂 ;研究现状 中图 分 类号 :P 7 .9 ; 3 4 2 8 5 84 5TQ 1 .4
国家氢氧化镁阻燃剂年消费量达4 余万t 0 。未来5 年美
国、西欧 、 l本消 费年均增 长率分 别为 1 %、8 e t 2 %、
氢氧化镁的制备及改性研究
毕业论文题目无机阻燃剂的制备和改性研究专业制药工程班级制药051学号学生指导教师2020 年无机阻燃剂的制备和改性研究摘要氢氧化镁作为添加型无机阻燃剂,具有热稳固性好、无毒、抑烟、高效促基材成炭的作用,且在不产生侵蚀性气体的同时还具有中和燃烧进程中产生的酸性和侵蚀性气体功能,是一种环境友好型的绿色阻燃剂。
但是,氢氧化镁在高分子材料中的分散性和相容性较差,往往致使阻燃材料力学性能下降。
本文针对这些问题,采纳以下方式对超细氢氧化镁进行了制备和改性。
实验当选择十二烷基硫酸钠、明胶为复合添加剂,依托化学分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(FT-IR)等多种分析手腕,分析讨论了加料方式、反映终点pH值、镁离子浓度、陈化温度、陈化时刻及复合分散剂的添加量等因素水平对反映的镁转化率、氢氧化镁产品的分散性的阻碍,确信出制备纳米级氢氧化镁的优化工艺条件为:选择氨水加入镁溶液的加料方式、反映终点pH=,氨水浓度25%,镁盐浓度2mo1/L,氨水加入速度2.0m1 /min,陈化温度60℃,陈化时刻60min,分散剂溶液用量10m1。
采纳硬脂酸作为改性剂,对氢氧化镁进行表面改性。
采纳XRD、FT-IR、TG-DTA表征了所得的复合粉体,结果说明,改性后的氢氧化镁热解温度更高,硬脂酸分子在氢氧化镁粉体表面发生吸附键合。
关键词:氢氧化镁,阻燃剂,硬脂酸,改性Research of synthesis and modification of inorganicadditive flame retardantsSpeciality:Student:Yao JianpingAdvisor:Yang RongABSTRACTMagnesimu hydroxide, one of inorganic additive flame retardants, is a kind of promising green fiame retardant and has attracted much attention because of its good thermal stability, nontoxicity, fume, suppression char-forming, promotion, and no formation of acid and corrosive gas product during buming process. However, its poor dispersibility in and compatibility with polymer matrices would decrease the mechanical properties of the filled polymer. In this paper, the preparation and surface modification of ultrafine magnesium hydroxide were investigated aiming at the probiems above- mentioned.In experiments, the influences of several factors, such as injection order, pH, ammonia water concentration, magnesium ion concentration, injection rate of ammonia water, aging time, aging temperature and addition level of compound dispersants, on the precipitation efficiency, the crystallinity and thedispersion degree of magnesium hydroxide products, are analyzed and discussed by some analysis procedures such as chemical analysis, X-ray diffraction scan (XRD) and scanning electron microscope (SEM) .And the optimizing conditions, for fabricating superfine powders of magnesium hydroxide, are obtained.Those are the injection method injecting ammonia into magnesium ion solution, pH=10.0 in reaction, 25% ammoniaw ater, L agnesium ion concentration, -2.0mmin injection rate of ammonia, 60℃aging temperature, 60min aging time and 10ml compound dispersant solution.Surface modification of magnesium hydroxide by stearic acid was investigated in experiments. XRD, FT-IR, and TG-DTA were used to characterize the modified samples, and the analyzed results indicated that, its thermaldecom posing temperature were inproved after modification, stearic acid molecules occurred adsorbing bond on the surface of Mg(OH)2 powders.KEY WORDS: magnesium hydroxide, flame retardants, stearic acid , modification目录摘要 (ii)ABSTRACT (iii)1绪论 (1)氢氧化镁的特点及阻燃机理 (2)氢氧化镁的制备方式 (2)1.2.1物理粉碎法 (3)1.2.2化学沉淀法 (3)1.2.3硫氢化物一水热法 (4)氢氧化镁的生产现状 (4)氢氧化镁的进展方向 (5)1.4.1颗粒的超细化 (5)1.4.2氢氧化镁的形态操纵 (5)1.4.3氢氧化镁与其他阻燃剂的协同效应 (7)1.4.4氢氧化镁的改性 (7)展望 (10)本课题要紧研究的内容及目的 (10)2 实验部份 (11)实验原料及仪器 (11)氢氧化镁的制备实验 (11)2.2.1制备纳米氢氧化镁的实验流程 (11)2.2.2沉镁反映中复合分散剂的选用 (12)2.2.3陈化进程 (13)2.2.4洗涤进程 (13)2.2.5干燥进程 (13)2.2.6实验条件的选择 (14)氢氧化镁的改性实验. (15)2.3.1最正确改性条件的确信 (15)依照其他文献报导,硬脂酸改性氢氧化镁的实验条件有多种,通过度析和实验,确信最正确实验条件为:氢氧化镁料浆质量分数为6%,反映温度为85-90℃,搅拌转速为400 r/min,反映时刻1h,硬脂酸用量为3%(占氢氧化镁干粉的质量分数)。
沉降速度表征氢氧化镁阻燃剂改性效果的研究
( p r n f h mi r, ag hnT a hr C l g , agh n0 3 0 , hn ) Deat t e s y T n sa ec es ol e T n sa 6 0 0 C ia me o C t e
Absr c :I e p o e s o d f a in, h o e f ta t n t r c s fmo i c t h i o t ep wd ro g e im y r x d wa h r ce ie y s d me t t n v l ct r e o a c r i d fe n ma n s u h d o ie s c a a trz d b e i n ai eo i i o d rt s et n mo i ra d o y n a i oh rtc nia o d t no t e e h c l n i o fmo i c t n T ee p rme t l e u t s o dt a h e t d fe sz n ta aeb sig s ra ep ro ma c , h e t d fe c i d f ai . h x e i n a s l h we h tt eb s i o r s mo i rwa ic se r t y t t u f c e r n e te b s mo i d i e n f i c n i o sta e e au ea 5℃ . o a ea o d t nwa t mp r t r s8 i h t d s g s5% a d t s . . n mea 5h i 0 Ke wo d : g e i m y r x d ;s ra emo i c t n;s d me t t n v lc t y r s ma n su h d o i e u c d f ai f i o e i n ai e o i o y;me h n c l r p ri s c a ia o e t p e
硬脂酸镁改性氢氧化镁阻燃剂的实验研究
21 0 0年 5月
化 工 科 技 市 场
CHEMI CAL TECHNOL OGY MARKET 1 7
硬 脂 酸 镁 改 性 氢 氧 化 镁 阻燃 剂 的 实 验 研 究
刘 立华
( 山师范学 院化 学系 , 唐 河北唐 山 0 3 0 ) 6 0 0
e e fd s g fma n su se r t , dfe e e au e a d t n mo i c t n ef c a t d e . dfe f c s n e o o a e o g e i m ta ae mo i d tmp r t r , n i i me o d f ai fe t w s su id Mo i d ef t i o i e w r v la e y s r c r p r e u h a a u e n fa t ain i d x, i a s r i t a d vs o i ft e s s tm. e e e au td b u f e p o e t ss c sme s r me to ci t n e o l b o b l y- n i st o y ye a i v o i c y h T e b s o dt n fmo i c t n w r ee mi e y t e e p o e t s Me n h l mo i c t n me h n s fma n s m h e t n i o so d f ai e e d tr n d b h s r p ri . a w i c i i o e e, d f ai c a im o g e i i o u h d o i e w s r s r h d b a so E p rme t l e u t h w d ta h r d cswi x el n d f ain efc s y rx d a e e c e y me n fI R. x e i n a s l s o e h tt e p o u t t e c l tmo i c t f ta r s h e i o e
阻燃剂氢氧化镁改性技术研究进展
惰性溶剂可以选 用甲苯、二甲苯 、溶剂型
性 能 ,一般通 过各种 表面改性 剂与H 颗 H
粒 的表 面 发 生 反 应 ( 理 或 化 学 反 应 ,形 物 成 较 强 的 分 子 间作 用 力 或化 学 键 ) 表 面 和
3 ,改性温度为9 c ,改性时间为4 m n % Oc 0 i 的条件下制备 的产品性能优 良,活化指数 达 #9 . J  ̄94 ,吸油值 由改性前的7 .% 86 下降  ̄4 % J0 ,黏度较 改性 前明显降低 ,硬脂酸
燥 的氢氧化镁 中加入适量的惰性溶剂 ,并 使其和表面改性剂混合进行表面有机化 , 混合充分后经过 干煤或者其他处理得到改
性 的 氢氧 化 镁 。 常 用 的改 性 剂为 偶 联 剂 ,
最佳改性条件。将改性前后的氢氧化镁分 别 以4: : 7: 5 质量比和聚氯 乙烯(V 6n 3 ] # PC
层 ,阻止氧气和热量的进入 ;分解生成的 M O 良好的耐火材料 ,隔绝空气阻止燃 g是 烧。由于氢氧化镁受热分解能使燃烧三要 素即温度、氧气和可燃物同时得到缓解 ,
添加量大 ,对材料的物理一 机械性能及加
氢氧化镁阻燃剂的特 陛
氢氧化 镁阻燃 剂具有特 殊 的层状结 构及组成 ,具有优 异的触 变性 、低表面
镁 分 子 在 氢 氧 化 镁 表 面发 生 化 学 吸 附 键 合。 新 疆 大学 闫海 妮 等 采 用硬 脂 酸 对 氢 氧 化 镁 进 行 表 面 改 性 处 理 , 析 了改 性 分 剂 的 用量 、 反应 时间 、反 应 温 度 对改 性 效 果 的影 响 ,通过 单 因素 条件 改 变 实验 确 定
氢氧化镁的表面改性及其在硅橡胶中的阻燃性能研究
氢氧化镁的表面改性及其在硅橡胶中的阻燃性能研究
马树刚;万子岸;刘星池;王世荣;李祥高;侯经纬
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2024(44)4
【摘要】分别采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)以及3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)对氢氧化镁(MH)进行表面改性,研究了改性工艺
对改性MH粒子表面特性的影响。
结果表明,确定的最佳改性条件为:改性剂为VTES、改性剂质量分数为8%、反应温度为80℃、搅拌转速为500 r/min、反应
时间为2.0 h。
将改性MH共混入硅橡胶,当VTES-MH质量分数为50%时,与未添加MH的硅橡胶相比,VTES-MH/硅橡胶复合材料的拉伸强度和断裂伸长率仅分别
降低了5%和11%,具有良好的力学性能;极限氧指数为40.2%,具有优良的阻燃性能。
【总页数】6页(P146-151)
【作者】马树刚;万子岸;刘星池;王世荣;李祥高;侯经纬
【作者单位】中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院;天津大学化工学院;天
津化学化工协同创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.12
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4.表面改性对尼龙6/氢氧化
镁阻燃性能的影响5.聚苯乙烯/表面改性纳米氢氧化镁复合材料的加工和阻燃性能研究
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氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂简介氢氧化镁简称MH,分子式Mg(OH)2,分子量重.白色粉末,相对密度。
折射率。
在300℃以下稳定,320℃开始分解,生成氧化镁和水,430℃时分解速度最快,490℃时分解完结。
溶于烯酸和铵盐溶液,不溶于水、乙醇。
氢氧化镁不仅有阻燃作用,还有一眼功能,无毒、无腐蚀性,多种性能优于氢氧化铝,安全廉价,属于环保型无机阻燃剂。
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。
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。
分类阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。
有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。
由于有机阻燃剂存在着分解产物毒性大、烟雾大等缺点,正逐步被无机阻燃剂所替代。
无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等,其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大,并产生H2O可起到隔绝空气作用,其分解后氧化物又是耐高温物质,故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用,而且可以起到填充作用,它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。
和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中,特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC 整芯运输带、阻燃胶板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电,可代替氢氧化铝,具有优良的阻燃效果。
种类间比较目前国内氢氧化铝用量较多,但随着高聚物加工温度的提高,氢氧化铝易分解,降低阻燃作用,氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点:①氢氧化镁热分解温度达330℃,比氢氧化铝高100℃,故有利于塑料加工温度的提高,加快挤塑速度,缩短模塑时间;②氢氧化镁与酸的中和能力强,可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体SO2、NOx、CO2等;③氢氧化镁分解能高,有利于吸收燃烧热,提高阻燃效率;④氢氧化镁抑烟能力强、硬度小,对设备摩擦小,有助于延长生产设备寿命。
氢氧化镁阻燃剂的表面改性
1 引言
的 断 面 通 常 会 出 现 因 其 弥 散 度 差 和 亲 和
M g 0H) 性 的 方 法 可 分 为 表 面 ( 改
近 年 来 随 着 高 分 子 材 料 的 迅 猛 发展 性 不 好 而 引 起 的 “ 生 ” 等 现 象 ,严 重 化 学 改 性 、 覆 改 性 、 淀 反 应 改 性 、 夹 涂 沉 微 和 人 们 环 保 意 识 的 增 强 ,对 环 境 产 生 怎 恶 化 了 复 合 材 料 的拉 伸 强 度 、断 裂 伸 长 胶 囊 化 改 性 、 表 面 接 枝 法 I及 机 械 化 学 样 的 影 响 已 成 为 人 们 为 高 聚 物 选 择 阻燃 率 以 及 冲 击 强 度 等 力 学 性 能 ; 另 外 , 由 改 性 等 , 目前 M g OH) 常 用 的 改 性 ( 最 剂 的 一 重 要 因 素 。 新 型 无 机 MgOH) 于 M g OH) 的 热 膨 胀 系 数 与 聚 合 物 材 方 法 为 表 面 化 学 改 性 法 。表 而 化 学 改 性 个 ( , ( ,
或湿法 改性 。
干 法 又 可分 为 预 处理 法 和 直 接 加 入
法 , 一 以偶 联 剂 作 改 性 剂 。 预 处 理 法 般
1 6 wt 0 %,如 此 高 的 填 亢 量 使 得 复 合 材 料 2. 氢氧化镁 的表面改性方法
中围 枵 传 工 业 2 8 3j 0 年 0 l  ̄ , j—
1 1
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论 文选 萃
The i ss
中,填料 先在 高速 混合机 ( 热到物料 烟 量 、极 限 氧 指 数 、 着 火 时 间 、燃 烧 残 预
温 度 达 1 0 l 0 ) 中 搅 拌 烘 干 1 留物都 有 明显的 改善 。 0 ~ l℃ 0~
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氢氧化镁阻燃剂的湿法改性研究
刘建华,郝在晨,梁金龙
(山东海化集团有限公司,山东潍坊262737)
摘要:用湿法改性工艺对氢氧化镁阻燃剂进行了改性研究。
在氢氧化镁乳液中加入改性剂和抗流失剂对氢氧化镁实施改性,测试了改性后的氢氧化镁性能。
结果表明:抗流失剂的加入有效地防止了改性剂的流失,改性后的氢氧化镁表面亲油疏水,粒径和吸油值均减少。
将改性后的氢氧化镁填充于E VA塑料体系中研究其材料的各项性能,发现经湿法改性的氢氧化镁可以显著提高E VA塑料的力学性能和阻燃性能。
关键词:氢氧化镁;湿法改性;阻燃剂
中图分类号:T Q132.2文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2005)06-0050-02
Stud i es on wet m od i f i ca ti on of fl am e ret ardan tM g(O H)2
L iu J ianhua,Hao Zaichen,L iang J inl ong
(S handong Ha ihua Group Co.,L td.,S handong W eifang262737,Ch ina)
Abstract:The wet modificati on of fla me retardantM g(OH)
2
is studied,in which the modifier and anti-bleeding agent are added in the Mg(OH)2slurry.The perfor mance ofM g(OH)2after modified is deter m ined.The results show that anti-bleeding agent can reduce bleeding rate of the modifier,the modified Mg(OH)2is hydr ophobic and both oil abs or p ti on value and the average dia meter of the particle are reduced.W hen the modified M g(OH)2is filled in the E VA p lastic syste m,the mechanical p r operties and fla me retardati on p r operty of the E VA p lastics can be re markably i m p r oved.
Key words:Mg(OH)
2
;wet modificati on;fla me retardant
氢氧化镁作为阻燃剂,其阻燃、无毒、抑烟、热稳定性高的特性日益引起人们的广泛关注。
由于氢氧化镁属于无机物,具有亲水性,在高分子材料中的分散性差,因此,必须对氢氧化镁进行改性处理。
氢氧化镁改性可分为干法和湿法:干法改性工艺简单,但改性效果不好;湿法改性效果好,但存在着改性剂随水流失、成本上升的问题[1]。
本文对氢氧化镁的湿法改性工艺进行了研究,解决了改性剂流失问题,得到了与高分子材料相容性良好的氢氧化镁阻燃剂。
1 实验
1.1 主要原料和仪器
氢氧化镁,脂肪酸改性剂,抗流失剂,EVA40W。
激光粒度测试仪,S A-CP3型;机械拉伸实验机,LJ -500N型;氧指数测定仪,DRK-YZY型。
1.2改性方法
在3L烧杯中加入定量一定浓度的没有改性的氢氧化镁乳液,升温至90℃,开动搅拌器,搅拌10m in,加入定量的改性剂,保温搅拌30m in后加入一定量的抗流失剂,继续搅拌1h,过滤,烘干,备用。
2 结果与讨论
2.1改性剂流失控制
将计量的改性后氢氧化镁放入烧杯中,加入过量的盐酸后煮沸,过滤、洗涤,将滤出物烘干、称重,即为改性氢氧化镁实际含有的改性剂。
实验表明,未加抗流失剂的改性氢氧化镁含有的改性剂只相当于改性剂加入量的70%。
当加入抗流失剂后,改性剂的流失明显减少,当抗流失剂的加入质量为改性剂的20%时,改性剂不再流失。
这是因为湿法改性所用的改性剂是水溶性的,部分没有被氢氧化镁吸附的改性剂将随过滤流失,而抗流失剂可以和改性剂形成水不溶的鏊合物,避免了流失,提高了改性剂的利用效率。
2.2改性氢氧化镁的表面性质
2.2.1亲油性的变化
氢氧化镁亲油性的变化可以用在水中的沉降量表示,见表1。
由表1可知,氢氧化镁随改性剂加入量增大,在水中沉降量明显减少,当100g氢氧化镁加入6g改性剂时,几乎不产生沉淀。
这是由于改
05
无机盐工业
I N ORG AN I C CHE M I CALS I N DUSTRY
第37卷第6期
2005年6月
性剂在氢氧化镁表面形成包覆,其表面亲水疏油性质被改变成亲油疏水,从而不能被水润湿。
由此推测改性后的氢氧化镁与高分子材料应有良好的相容性,在高分子材料中具有良好的分散性,有利于改善氢氧化镁填充体系的加工性能和物理机械性能。
表1改性剂对氢氧化镁性质的影响
改性剂加入量/%
吸油值/
(mL・g-1)
水中沉降物
质量分数/%
D50/
μm
00.6510010
20.5225 3.1
30.45 1.0 1.8
40.400.1 1.6
50.400.1 1.6
60.370.1 1.5
注:改性剂加入量为改性剂加入质量占100g氢氧化镁的质量分数,下同。
2.2.2粒径的影响
氢氧化镁经改性后的粒径大小情况见表1。
由表1可知,改性后氢氧化镁与未改性相比,其D
50
显著降低。
这是因为未改性氢氧化镁表面能高,极易团聚,因此粒径较大,加入改性剂可以降低氢氧化镁的表面能,防止团聚,提高分散性。
氢氧化镁的粒径小,有助于材料力学性能的改善和阻燃性的提高。
2.2.3 吸油值的变化
按G B1712—1979标准分别测定不同改性剂加入量下氢氧化镁的吸油值,结果见表1。
由表1可知,改性后的氢氧化镁吸油值大幅降低,而且有随改性剂的加入量增大,吸油值逐步减小的趋势。
这说明改性后的氢氧化镁表面性质发生了改变。
3 表面改性对力学性能和阻燃性能的影响3.1样品制备
将氢氧化镁阻燃剂填充于E VA树脂中,来研究表面改性对力学性能和阻燃性能的影响。
先将氢氧化镁和E VA树脂按质量比1∶1在双辊塑炼机上混炼均匀,在热压机上成型,用万能制样机制样。
3.2表面改性对力学性能的影响
3.2.1 表面改性对拉伸强度的影响(见表2)
由表2可看出,改性后的氢氧化镁填充于E VA 体系,其拉伸强度比未改性的氢氧化镁填充体系有明显的提高;当改性剂加入量超过4%时,拉伸强度开始下降。
这是因为改性后的氢氧化镁表面疏水,团聚颗粒变小,分散性提高,与树脂的相容性得到改善;而改性剂是小分子物质,当过量添加时,游离于基体中,拉伸强度下降。
表2
经表面处理的氢氧化镁应用于
E VA中的力学性能和阻燃性能
改性剂加
入量/%
抗拉强度/
MPa
拉伸率/
%
氧指数
0 3.0811026.1
2 6.5115627.6
39.2621029.1
410.7525430.5
59.3523028.0
68.4122027.8
3.2.2 表面改性对断裂伸长率的影响
由表2可知,改性氢氧化镁填充E VA体系比未改性氢氧化镁填充体系伸长率提高显著。
这是因为改性氢氧化镁表面性质发生了改变,在树脂中的分散性得到提高。
3.3表面改性对阻燃性能的影响
用氧指数表征氢氧化镁填充E VA体系的阻燃性(见表2)。
氢氧化镁的阻燃机理基于高温时发生脱水反应,吸热降温,因此,氢氧化镁的粒度越细,在树脂中的分散越均匀,阻燃效果越好。
表2数据说明,表面改性后的氢氧化镁/E VA填充体系氧指数高于未改性的氢氧化镁,这与氢氧化镁的阻燃机理是相吻合的。
从表2还可以看出,当改性剂加入量超过4%时,氧指数不但不升高反而下降。
这是因为改性剂为有机物,过量添加不利于阻燃。
研究结果表明,改性剂的最佳加入量为4%。
4 结论
在氢氧化镁的湿法改性工艺中加入抗流失剂能够避免改性剂流失,提高改性剂利用效率,降低成本。
改性后的氢氧化镁表面具有疏水性,粒径及吸油值降低。
经改性处理的氢氧化镁填充于EVA树脂中,力学性能和阻燃性能共同提高,当改性剂加入质量为氢氧化镁的4%时,氧指数、拉伸强度和伸长率达到最大值。
参考文献:
[1] 胡庆福.镁化合物生产与应用[M].北京:化学工业出版社,
2004
收稿日期:2005-03-07
作者简介:刘建华(1952—),男,高级工程师,大学文化,山东省千名知名专家,总工程师,从事化工生产、产品开发30多a,发
表论文10篇,多项科研成果获省部级奖励。
联系方式:zcdyhh@
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2005年6月 刘建华等:氢氧化镁阻燃剂的湿法改性研究 。