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氢氧化镁阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-6 19:00:46

随着高分子合成材料的广泛应用,火灾的危险性日益显著,随之阻燃剂的发展就成为必然。阻燃剂是一种能提高可燃性聚合物的难燃性,阻止材料 被引燃及抑制火焰蔓延的助剂。

按组分的不同可将阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两种。有机阻燃剂主要产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。有机阻燃剂虽有较好的阻燃性,但因其释放出有毒气体而逐渐被无机阻燃剂所取代。无机阻燃剂的主要产品有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸等。无机阻燃剂因具有无毒、无害、无烟、无卤等优点,被广泛地应用于各类阻燃领域。

近20a来世界阻燃剂的产量每年以10%~15%的速度递增,阻燃剂的使用量和需求也逐年增加。美国是最早使用阻燃剂的国家,也是生产和使用阻燃剂最多的国家。

随着我国对阻燃剂需求增加,对无毒、抑烟型的环保无机氢氧化镁阻燃剂的需求更是十分迫切。我国又是镁资源大国,具有得天独厚的资源优势和良好的市场前景。因此,我国应加强氢氧化镁阻燃剂的开发研究,改进现有的生产工艺,进行规模化生产,以促进我国氢氧化镁阻燃剂的生产和发展。

采用氨水和卤水制备氢氧化镁阻燃剂,考察氨镁比和初始反应温度对氢氧化镁产率的影响,从而确定最佳的制备工艺条件。

笔者在前人研究的基础上以卤水为原料采用一步法制备氢氧化镁阻燃剂,即将一定量的卤水加入到500mL带有搅拌器的三口烧瓶中,把反应器置于水浴锅中恒温后,加入一定量的氨水,在常压下反应一段时间,经过滤、洗涤、烘干,得到氢氧化镁样品。


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


卤水中Mg2+ 的浓度可以采用络合滴定法,加入pH=10的碱性缓冲溶液,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液直接测定Ca2+ 、Mg2+ 的总量。另取等量试样加NaOH调节溶液使pH=12~13,使Mg2+ 生成Mg(OH)2沉淀,加入钙指示剂少许,用EDTA滴定卤水中的Ca2+ 含量。已知Ca2+ 、Mg2+ 的总量以及Ca2+ 的含量即可算出卤水中Mg2+ 的含量。

实验步骤1)以CaCO3基准标定EDTA溶液。移取25.00mL钙标准溶液于250mL锥形瓶中,加5mL40g/LNaOH和少量钙试剂,摇匀后用EDTA标准溶液滴定,溶液由酒红色变为纯蓝色,即为终点,平行作3份。计算EDTA标准溶液的浓度。2)卤水中的Ca2+ 、Mg2+ 总量的测定。用移液管移取25.00mL卤水于250mL锥形瓶中,加入4mL三乙醇胺,再加10mLNH3-NH4Cl缓冲溶液,1g铬黑T,用EDTA滴定溶液由酒红色变为纯蓝色,即为终点,平行作3份。3)卤水中Ca2+ 含量的测定。移取10.00mL卤水于250mL锥形瓶中,加入5mL40g/LNaOH和少量钙试剂,用EDTA标准溶液滴定,溶液由酒红色变为纯蓝色,即为终点,平行作3份。

我国阻燃剂的消费结构与发达国家有很大的不同,我国氯系阻燃剂占了相当大的比重,而无机阻燃剂所占份额较少;世界发达国家的氯系阻燃剂所占比例很低,无机阻燃剂占阻燃剂市场份额均在50%以上,主要是氢氧化铝、氢氧化镁。到了1998年,我国阻燃剂年产量已达7万t以上,阻燃剂中卤系约占80%,无机体系仅占阻燃剂的17%左右,其中有1/2为 Sb2O3,而氢氧化铝、氢氧化镁还不到10%。

世界阻燃剂的发展方向:1)非卤化。卤系阻燃剂仍将继续使用,但产品结构会有所调整。随着人们对环境保护的重视,开发非卤系的阻燃剂将成为阻燃剂发展的趋势。2)阻燃剂的超细化。研究 表明阻燃剂的粒径大小直接影响它所填充材料的性能,当添加量一定时,粒径减小,制品的物理机械性能指标提高、氧指数上升、熔滴现象大大减轻、粒径大小对其性能有很大影响。因此,粒子的超细化已成为无机阻燃剂的主要发展趋势之一。3)阻燃剂的表面处理。无机阻燃剂具有较强的极性和亲水性,同非极性聚合物材料相容性差。因此,无机 阻燃剂在添加之前,必须先经过表面改性。4)阻燃剂体系的协同作用。

在实际应用中,单一的阻燃剂存在这样或那样的缺陷,很难满足愈来愈高的阻燃要求。阻燃剂的协同技术是使磷系、卤系、氮系和无机阻燃剂之间,性能互补,达到降低阻燃剂用量、提高材料性能、加工性能及物理机械性能等目的。

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