專利名稱：一種增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種增強型鎂鋁復(fù)合型 阻燃劑(纖維狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03) 的制備方法，用此方法制備的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑用于電力電纜、電子設(shè)備、電器設(shè)備 等的護套或外殼阻燃/增強劑，以及室內(nèi)裝修用吊頂?shù)葓龊嫌玫淖枞?增強劑。
背景技術(shù)：
預(yù)防火災(zāi)是現(xiàn)代社會安全的一個主題內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，人們生 活水平的提高，塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料已廣泛地被應(yīng)用于建筑、交通運輸、電工 器材、宇航、采礦、日用家具及生活用品等各個方面。這些高分子材料制品絕大多數(shù)具有易 燃或可燃等特點，尤其是當(dāng)它們與電器組合在一起時，更易誘發(fā)火災(zāi)，給社會造成巨大的經(jīng) 濟損失和人員傷亡。因此對這些器材進行阻燃處理是非常重要的。而目前使用的阻燃劑多 為含鹵阻燃劑，如傳統(tǒng)的含鹵阻燃劑的電纜護套，在強烈受熱或燃燒時分解折出鹵化氫氣 體，危害人的健康，并對金屬也會產(chǎn)生腐蝕作用。環(huán)保是21世紀(jì)的主題?；趯Νh(huán)境的保 護和人類健康的關(guān)注，發(fā)展無毒、低煙、無鹵的無機阻燃材料已成為阻燃材料的主要發(fā)展趨 勢。特別是歐盟的RoHS指令及WEEE指令在2003年頒布，并于2006年6月隨后在一些國家 執(zhí)行后，對阻燃劑的性能要求越來越嚴(yán)格，阻燃劑及阻燃材料的研究必須適應(yīng)國際環(huán)保法 規(guī)的要求。取而代之的將是安全無毒的環(huán)保型阻燃劑。因此無機阻燃劑的開發(fā)異?；钴S， 各國有關(guān)的科研機構(gòu)加強了對無機阻燃劑的研究，以獲得具有使用安全性的阻燃劑。
中國鋁業(yè)股份有限公司的"一種氫氧化鋁鎂復(fù)合阻燃劑的制備方法"阻燃劑專利 申請案(申請?zhí)?00710179627. 8，申請日2007. 12. 17)，涉及用作阻燃劑的氫氧化鋁粉體 的表面化學(xué)改性處理方法。其特征是其制備過程是將酸式鎂鹽溶液加入活性的超細(xì)氫氧化 鋁晶核和氫氧化鈉或氧化鋁生產(chǎn)過程中的母液中反應(yīng)，在氫氧化鋁表面形成氫氧化鎂包覆 層后，再經(jīng)液固分離、洗滌、干燥、打散得到氫氧化鋁鎂復(fù)合粉體的。本發(fā)明方法制備的氫氧 化鋁通過在超細(xì)氫氧化鋁表面化學(xué)沉積氫氧化鎂，使氫氧化鋁表面包覆一層致密的氫氧化 鎂，得到的復(fù)合阻燃劑平均粒徑(d50 < 2. 5ym)，初始熱分解溫度〉255。C，高于純氫氧化 鋁22(TC的初始分解溫度，有效地改善氫氧化鋁的加工性能，拓寬其應(yīng)用范圍。但該方法的 缺點一是要制備"活性的超細(xì)氫氧化鋁晶核"，且要"液固分離、洗滌、干燥、打散"等，工藝 操作要求苛刻。二是沒有對"晶體形態(tài)"的控制。 中國鋁業(yè)股份有限公司的另一項"一種化學(xué)法制備氫氧化鋁、氫氧化鎂復(fù)合阻燃 劑的方法"專利申請案(申請?zhí)?00610080470.9，申請日2006.05. 17)，涉及一種用于塑 料阻燃添加劑的制備方法。該方法所用的A1203濃度為100 200g/L、 a k為1. 40 1. 65 的鋁酸鈉溶液中，添加與鋁酸鈉溶液中苛性堿的摩爾比為1 : 1.5至1 : 10的鎂鹽(MgS(^ 和MgCl2的混合溶液)，在20 8(TC溫度下，攪拌反應(yīng)10 60分鐘后，加入絮凝脫水劑， 過濾得到固體物料；再加入分散劑，經(jīng)打漿過濾、洗滌、烘干得到粉狀氫氧化鋁、氫氧化鎂復(fù) 合阻燃劑。本發(fā)明的方法制備出的復(fù)合阻燃劑的耐熱分解溫度明顯提高，達(dá)到25(TC以上，
3在粒度和分散性方面均有改善。該方法的不足之處是沒有"晶體形態(tài)"控制，在制備過程中 要加入"絮凝脫水劑和分散劑"，使工藝變得復(fù)雜。 東南大學(xué)的專利申請"一種有機無機復(fù)合阻燃劑"(申請?zhí)?00410044838. 7，申 請日2004.05.31)，涉及一種具有抑煙及阻燃性能，與有機材料相容性好，對有機材料有補 強作用的復(fù)合阻燃劑，其化學(xué)組成為[M2、xM3+x(OH)2]x+An—x/n* 71120其中M2+是Mg2+， Ca2+， Mn2+， Fe2+， Co2+， Ni2+， Cu2+， Zn2+等二價金屬陽離子之一 ;M3+是Al3+， Fe3+， Cr3+， Co3+等三價金 屬陽離子之一 ；An—是平均價態(tài)為n的具有阻燃性能或協(xié)助阻燃性能的無機或有機混合陰離 子，n的取值范圍為1《n《6 ;x的取值范圍為0. 1 < x < 0. 5 ;y的取值與制備條件有關(guān)， 通常范圍為0《3y《5 ;具有層狀結(jié)構(gòu)，由M2+和M3+的氫氧化物層和層間陰離子An—構(gòu)成。 該方法的不足在于沒有"晶體形態(tài)"控制。 北京化工大學(xué)的"用轉(zhuǎn)移法制備納米無機復(fù)合阻燃劑的方法"(申請?zhí)?200510008695. 9，申請日2005. 03. 04)，是一種利用復(fù)合阻燃劑原料中微米級氫氧化鎂大 顆粒作載體對納米復(fù)合阻燃劑進行表面改性處理的方法。納米無機復(fù)合阻燃劑由納米級無 機阻燃劑與微米級氫氧化鎂和輔助阻燃劑組成，納米級無機阻燃劑為納米氫氧化鋁或納米 氫氧化鎂，納米級無機阻燃劑的平均粒徑《100納米，微米級氫氧化鎂的平均粒徑在1 10 微米，先將表面改性劑與微米級氫氧化鎂高速攪拌混合，然后加入納米級無機阻燃劑繼續(xù) 高速攪拌混合，最后再加入輔助阻燃劑高速攪拌混合，最終得到表面包覆有表面改性劑的 納米無機復(fù)合阻燃劑。用本發(fā)明制備的納米無機復(fù)合阻燃劑用于阻燃復(fù)合材料，能明顯提 高阻燃復(fù)合材料的拉伸強度。該方法的缺點1 :納米氫氧化鋁、納米結(jié)構(gòu)改性氫氧化鋁或納 米氫氧化鎂與微米級氫氧化鎂和輔助阻燃劑分別制作，機械混在一起，且沒有"晶體形態(tài)"
控制。缺點2 :如何解決無機納米顆粒在有機聚合物中的"納米團聚性問題";不同粒徑的無
機納米顆粒在與有機聚合物進行復(fù)合時，總是發(fā)生無機納米顆粒聚成團的"偏析"問題。致 使無機/有機阻燃復(fù)合材料機械、電性能等嚴(yán)重惡化，而無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種無機的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑(纖維狀晶體 鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 *4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03)的制備方法，以解決現(xiàn) 有無機阻燃劑技術(shù)所存在的缺陷，用本發(fā)明制備的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑晶體形態(tài)好、 純度高，用作阻燃劑其阻燃效果顯著。 本發(fā)明提供的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑(纖維狀晶體鎂鋁水滑石 Mg6Al2 (OH) 16C03 *4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03)的制備方法，用于制備阻燃劑的組 分硫酸鎂+結(jié)晶氯化鎂、鋁鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣按摩爾濃度配比如下
硫酸鎂+結(jié)晶氯化鎂 1. 82mol/L 3. lmol/L鋁鹽 0. 608mol/L 1. 067mol/L氫氧化鈉 9. lmol/L 10. 21mol/L碳酸鈉 2. 84mol/L 3. llmol/L 氫氧化f丐 0. 03mol/L—2. lmol/L。 其中，可溶性硫酸鎂和結(jié)晶氯化鎂共同提供生成阻燃劑所需的鎂離子；氫氧化鈣 促進晶須生長并提供生成碳酸鈣所需的鈣離子；氫氧化鈣和氫氧化鈉還用于調(diào)整pH值；碳
4酸鈉提供生成碳酸鈣所需的碳酸根離子；鋁鹽提供鎂鋁水滑石組分中的鋁離子。 在上述的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑制備組分中，鋁鹽優(yōu)選鋁酸鈉、結(jié)晶氯化鋁或
碳酸鋁。 本發(fā)明的實驗表明，隨著鎂源(硫酸鎂(MgS04)+結(jié)晶氯化鎂(MgCl2 6H20))濃度的提高，反應(yīng)體系的pH值明顯地下降。當(dāng)鎂源濃度較低(0.5mol/L)時沒有晶須出現(xiàn)，從X衍射結(jié)果看，產(chǎn)物為純度很高的氫氧化鎂；當(dāng)濃度提高到1.5后，出現(xiàn)了一部分晶須。雖然X衍射結(jié)果仍為氫氧化鎂，但是生成物為針狀晶體。當(dāng)鎂源濃度達(dá)到1. 82mol/L后，已經(jīng)可以觀察到大量的晶須生成。從X衍射結(jié)果看，生成物大部分為堿式氯化鎂(Mg3(0H)5Cl *4H20)。當(dāng)濃度繼續(xù)提高到3. l，反應(yīng)就朝向逆方向變化。 本發(fā)明制備增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的實驗裝置如圖1所示。反應(yīng)器為一個敞口的容器1，采用電爐3加熱；攪拌器4進行機械攪拌，攪拌速度在50 3000r/min范圍內(nèi)連
續(xù)可調(diào)。
本發(fā)明制備纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑按以下步驟進行 第一步，分別將結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂配制成1000ml的水溶液，經(jīng)一次過濾后，結(jié)
晶氯化鎂和硫酸鎂水溶液按摩爾比1 : l混合；其摩爾濃度符合給定配比； 第二步，將混合的鎂溶液加熱到5(TC，然后向其中加入氫氧化鈣粉末；于75°C
85t:范圍，選定一個定溫保溫，并且不斷攪拌，其間不斷測量溶液的pH值，將pH值控制在
7. 5 8范圍內(nèi)； 第三步，當(dāng)反應(yīng)液完全變成白色懸濁液后，停止加熱、靜置，待懸濁液沉淀完全后放入烘箱，按照相應(yīng)的溫度和時間進行熟練； 其中熟練溫度范圍為75°C 80°C 。熟練時間范圍為15小時 20小時。
第四步，將沉淀水洗一次、過濾，獲得纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(0H)5Cl 4H20)。
用上述組份配比和工藝方法所制備的堿式氯化鎂，經(jīng)掃描電鏡(SEM)觀測，所制備的Mg3(0H)5Cl 4H20的徑1微米 2微米，長10微米 50微米，見圖2 圖3。經(jīng)透射電鏡的電子衍射，表明所制備的堿式氯化鎂為單晶體，見圖4。經(jīng)XRD測試，其化學(xué)組成為Mg3(0H)5Cl 41120，見圖5。 第五步，將制備得堿式氯化鎂加入氫氧化鈉和氫氧化鈣配成的強堿性水溶液中(pH值控制在11)，浸泡6小時； 第六步，向第五步獲得的反應(yīng)物中加入鋁鹽和碳酸鈉，按上述配比配制成1000ml的水溶液； 第七步，將此混合溶液加熱到70°C 9(TC，并且不斷攪拌，其間不斷測量溶液的pH值，將pH值控制在11 ; 第八步，反應(yīng)時間控制在4小時到6小時，而后停止加熱、靜置，待懸濁液沉淀完全后放入烘箱，按照相應(yīng)的溫度和時間進行熟練； 其中熟練溫度范圍為5(TC 90°C 。熟練時間范圍為3天 6天。
第八步，將沉淀水洗一次、過濾，獲得纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑(纖維
狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03)。 上述化學(xué)反應(yīng)的方程式為 1. MgCl2+2MgS04+4H20+2Ca (OH) 2+Na0H — Mg3 (OH) 5C1 4H20+2CaS04+NaCl
2.加入鋁鹽 a)當(dāng)鋁鹽用鋁酸鈉，化學(xué)反應(yīng)的方程式為
Mg3 (OH) 5C1 4H20+NaOH+NaA102+Na2C03+Ca (OH) 2
— Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20+NaCl+H20+CaC03+Mg (OH) 2
b)當(dāng)鋁鹽用結(jié)晶氯化鋁，化學(xué)反應(yīng)的方程式為
Mg3 (OH) 5C1 4H20+NaOH+AlCl3 6H20+Na2C03+Ca (OH) 2
— Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20+NaCl+H20+CaC03+Mg (OH) 2
C)當(dāng)鋁鹽用碳酸鋁，化學(xué)反應(yīng)的方程式為
Mg3 (OH) 5C1 4H20+NaOH+Al2 (C03) 3+Na2C03+Ca (OH) 2
— Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20+NaCl+H20+CaC03+Mg (OH) 2 用上述組份配比和工藝方法所制備的纖維狀晶體增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，經(jīng)掃描電鏡(SEM)觀測，所制備的纖維狀的徑0. 8微米 5微米，長5微米 45微米，見圖6 (a) 圖10 (a)。經(jīng)XRD測試，其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03復(fù)相，見圖6 (b) 圖10 (b)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下特點 (1)用本發(fā)明的方法提供的氫氧化鎂是一種具有阻燃、消煙性能卓越的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑。單就鎂鋁水滑石，就是一種無鹵、無毒的、理想的阻燃劑，能在(氣相、凝聚相)阻燃、消煙、填充等多方面起到阻止聚合物燃燒的作用。用本發(fā)明的方法在生成鎂鋁水滑石的同時還生成了氫氧化鎂和碳酸鈣，所謂氫氧化鎂本身也是一種性能優(yōu)良的無鹵、無毒的阻燃劑和抑煙劑，在鎂鋁水滑石中增加氫氧化鎂就好比"強強組合，優(yōu)勢互補"，使原本性能很好的阻燃消煙劑的鎂鋁水滑石性能更加優(yōu)化。而碳酸鈣是廣泛應(yīng)用于塑料和橡膠中的無機補強填充劑，即其是一種骨架支撐，對構(gòu)成晶體起加強作用。本發(fā)明的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03復(fù)合體是通過化學(xué)反應(yīng)生成的，各組分相容性好，而不會出現(xiàn)用物理機械方法添加混合的成分出現(xiàn)的"納米團聚性問題"、"偏析"問題。 (2)本發(fā)明的鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03是在常壓下制備纖維狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03 ，避免了水熱法中對高壓釜的要求。 (3)工藝過程簡單，生成物不需要在鹵汁中熟化，不要求特殊設(shè)備，且所用原料充足廉價，完全適于工業(yè)化大生產(chǎn)。 (4)從掃描電鏡的觀測表明，纖維狀晶體鎂鋁水滑石MgeAl2(0H、C03 4H20/氫氧化鎂Mg(0H)y碳酸鈣CaC03的結(jié)晶形態(tài)均一性好；經(jīng)XRD測試表明，此纖維狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03相組成穩(wěn)定。
(4)干燥前纖維狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2(0H)^C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸牽丐CaC03在水溶液中分散性好。 (5)本發(fā)明的纖維狀晶體鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 *4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸鈣CaC03，作阻燃劑具有無鹵、無毒、抑煙的特點，有利于環(huán)境的保護和人類健康，是一種很有發(fā)展前景的增強型的高效的無機阻燃劑新品種。其為進一步開發(fā)鎂鹽晶須/聚合物阻燃增強型復(fù)合材料，提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和廣闊研發(fā)空間。


圖1本發(fā)明制備堿式氯化鎂晶須實驗裝置示意圖 圖2堿式氯化鎂晶須的掃描電鏡(SEM)照片(放大1500倍，右邊標(biāo)尺為IO微米)
圖3堿式氯化鎂晶須的掃描電鏡(SEM)照片(放大1500倍，右邊標(biāo)尺為IO微米)
圖4堿式氯化鎂晶須的透射電鏡的電子衍射結(jié)果 圖5自制的堿式氯化鎂晶須的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為Mg3(OH)5Cl 4H20
圖6 (a)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的掃描電鏡(SEM)照片(放大5000倍，中間標(biāo)尺為5微米) 圖6(b)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03 圖7 (a)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的掃描電鏡(SEM)照片(放大1000倍，中間標(biāo)尺為io微米) 圖7(b)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03 圖8 (a)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的掃描電鏡(SEM)照片(放大1000倍，中間標(biāo)尺為io微米) 圖8(b)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03 圖9 (a)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的掃描電鏡(SEM)照片(放大2000倍，中間標(biāo)尺為io微米) 圖9(b)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC03 圖10(a)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的掃描電鏡(SEM)照片(放大2000倍，中間標(biāo)尺為io微米) 圖10(b)纖維狀晶體鎂鋁復(fù)合型阻燃/增強劑的XRD圖譜，表明其化學(xué)組成為鎂鋁水滑石Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/氫氧化鎂Mg (OH) 2/碳酸f丐CaC0具體實施例方式
下面結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作詳細(xì)說明。
實施例1 取由結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂(按摩爾比1 : l混合)配制成的鎂離子濃度為1.82mol/L， NaA102為0. 608mol/L， NaOH為9. lmol/L， Na2C03為2. 84mol/L， Ca(OH)2為0.03mol/L，按照以上步驟進行反應(yīng)。其中制備纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(OH)5Cl *4H20)時其反應(yīng)溫度為75t:、反應(yīng)時間為3小時，隨后的熟練溫度為75t:、熟練時間為15小時。而制備纖維狀增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑時其反應(yīng)溫度為7(TC、反應(yīng)時間為4小時，隨后的熟練溫度為6(TC、熟練時間為3天。獲得長度約5微米 15微米、徑約0. 8微米 2微米的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，見圖6。
實施例2
7
取由結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂(按摩爾比l : l混合)配制成的鎂離子濃度為3. lmo1/L， NaA102為1. 067mol/L， NaOH為10. 21mol/L， Na2C03為3. llmol/L， Ca(0H)2為2. lmol/L，按照以上步驟進行反應(yīng)。其中制備纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(0H)5Cl 4H20)時其反應(yīng)溫度為85t:、反應(yīng)時間為4小時，隨后的熟練溫度為8(TC、熟練時間為20小時。而制備纖維狀增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑時其反應(yīng)溫度為9(TC、反應(yīng)時間為5小時，隨后的熟練溫度為85t:、熟練時間為6天。獲得長度約8微米 40微米、徑約0. 8微米 5微米的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，見圖7。
實施例3 取由結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂(按摩爾比l : l混合)配制成的鎂離子濃度為2.4mo1/L， NaA102為0. 826mol/L， NaOH為10mol/L， Na2C03為2. 95mol/L， Ca(0H)2為1. 2mol/L，按照以上步驟進行反應(yīng)。其中制備纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(0H)5Cl 4H20)時其反應(yīng)溫度為8(TC、反應(yīng)時間為4小時，隨后的熟練溫度為8(TC、熟練時間為20小時。而制備纖維狀增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑時其反應(yīng)溫度為8(TC、反應(yīng)時間為4小時，隨后的熟練溫度為9(TC、熟練時間為5天。獲得長度約15微米 35微米、徑約1微米 4微米的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，見圖8。
實施例4 取由結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂(按摩爾比l : l混合)配制成的鎂離子濃度為2.6mo1/L， A1C13 6H20為0. 912mol/L， NaOH為10mol/L， Na2C03為2. 97mol/L， Ca(0H)2為1. 3mol/L，按照以上步驟進行反應(yīng)。其中制備纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(0H)5Cl 4H20)時其反應(yīng)溫度為85t:、反應(yīng)時間為4小時，隨后的熟練溫度為8(TC、熟練時間為16小時。而制備纖維狀增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑時其反應(yīng)溫度為85t:、反應(yīng)時間為5小時，隨后的熟練溫度為90°C 、熟練時間為6天。獲得長度約30微米 45微米、徑約2微米 5微米的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，見圖9。
實施例5 取由結(jié)晶氯化鎂和硫酸鎂(按摩爾比l : l混合)配制成的鎂離子濃度為2.9mo1/L， A12(C03)3為0. 98mol/L， NaOH為10. 2mol/L， Na2C03為3. 07mol/L， Ca(0H)2為1. 6mol/L，按照以上步驟進行反應(yīng)。其中制備纖維狀堿式氯化鎂晶體(Mg3(0H)5Cl 4H20)時其反應(yīng)溫度為8(TC、反應(yīng)時間為5小時，隨后的熟練溫度為8(TC、熟練時間為18小時。而制備纖維狀增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑時其反應(yīng)溫度為8(TC、反應(yīng)時間為6小時，隨后的熟練溫度為5(TC、熟練時間為6天。獲得長度約8微米 30微米、徑約1微米 3微米的鎂鋁復(fù)合型阻燃劑，見圖10。
權(quán)利要求
一種增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的制備方法，其特征在于制備阻燃劑的組分硫酸鎂+結(jié)晶氯化鎂、鋁鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鈣按摩爾濃度配比如下硫酸鎂+結(jié)晶氯化鎂1.82mol/L～3.1mol/L鋁鹽 0.608mol/L～1.067mol/L氫氧化鈉 9.1mol/L～10.21mol/L碳酸鈉 2.84mol/L～3.11mol/L氫氧化鈣0.03mol/L--2.1mol/L。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的制備方法，其特征包括以下步驟第一步，分別將硫酸鎂和結(jié)晶氯化鎂配制成1000ml的水溶液，經(jīng)過濾后使硫酸鎂和結(jié) 晶氯化鎂按摩爾濃度比1 : 1混合，其摩爾濃度符合給定配比；第二步，將鎂離子的混合溶液加熱到5(TC，然后向其中加入氫氧化鈣粉末，不斷攪拌， 于75°C 85t:保溫，其間不斷測量溶液的pH值，將pH值控制在7. 5 8范圍內(nèi)；第三步，當(dāng)反應(yīng)液完全變成白色懸濁液后，停止加熱，靜置，待懸濁液沉淀完全后放入 烘箱進行熟練，熟練溫度為75°C 8(TC，熟練時間為15小時 20小時；第四步，將沉淀水洗過濾，獲得纖維狀堿式氯化鎂晶體"Mg3(0H)5Cl 4H20";第五步，將制備的堿式氯化鎂加入氫氧化鈉和氫氧化鈣配成的強堿性水溶液中浸泡6 小時，將pH值控制在11 ;第六步，向第五步獲得的反應(yīng)物中加入鋁鹽和碳酸鈉，加水配制成1000ml的水溶液；第七步，將第六步制得的混合溶液加熱到7(TC 9(rC，并且不斷攪拌，其間不斷測量 溶液的pH值，將pH值控制在11 ;第八步，混合溶液4 6小時反應(yīng)后停止加熱，靜置，待懸濁液沉淀完全后放入烘箱進 行熟練，熟練溫度為5(TC 9(TC，熟練時間為3天 6天；第九步，將沉淀水洗過濾，獲得含有氫氧化鎂和碳酸鈣的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑 "Mg6Al2 (OH) 16C03 4H20/Mg (OH) 2/CaC03"。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的制備方法，其特征在于所 制備的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的組分為鎂鋁水滑石Mg6Al2(0H)16C03 4H20/氫氧化鎂 Mg(0H)2/碳酸鈣CaC03的復(fù)相，其晶體形態(tài)為纖維狀晶體，徑0. 8微米 5微米，長5微 米 45微米。硫酸鎂+結(jié)晶氯化鎂 鋁鹽氫氧化鈉碳酸鈉氫氧化鈣
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑的制備方法，其步驟為1，分別將硫酸鎂和結(jié)晶氯化鎂配制成1000ml水溶液，按摩爾濃度比1∶1混合；2，將混合液加熱到50℃，加入氫氧化鈣粉末于75℃～85℃保溫；3，當(dāng)溶液完全變成白色懸濁液停止加熱，待懸濁液沉淀完放入烘箱在75℃～80熟練15～20小時；4，將沉淀水洗過濾得堿式氯化鎂晶體；5，將堿式氯化鎂加入氫氧化鈉和氫氧化鈣堿性溶液中浸泡6小時；6，向第五步的反應(yīng)物中加入鋁鹽和碳酸鈉配成1000ml水溶液；7，將第六步的混合溶液加熱到70℃～90℃；經(jīng)4～6小時后停止加熱，待懸濁液完全沉淀后放入烘箱在50℃～90℃熟練3～6天；將沉淀水洗過濾，獲得含有氫氧化鎂和碳酸鈣的增強型鎂鋁復(fù)合型阻燃劑。
文檔編號C09K21/00GK101717649SQ200910218948
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者任慶利, 何彬, 王一光, 王毓鵬, 羅強 申請人:西安電子科技大學(xué)