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無機氫氧化物阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2016-11-15 10:23:28 |
添加阻燃劑對高分子材料進行阻燃處理，可以阻止材料燃燒或者延緩火勢的蔓延。按照化學組成，阻燃劑可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。目前來看，一般價格最高的是含鹵阻燃劑，但其阻燃效率高、用量少，如溴系阻燃劑一般只需填充18%～20%。無機水合物類最便宜，但其吸熱量小于高分子材料的燃燒熱，為了達到理想的阻燃效果，必須有較大的填充量。
有報告稱，性價比最高的阻燃劑是含鹵阻燃劑和Ｍｇ(ＯＨ)2類無機氫氧化物阻燃劑。含鹵阻燃劑燃燒時往往會放出有毒或有腐蝕性的氣體，存在一定的風險。無機阻燃劑主要包括銻系、鋁系、磷系、硼系等。無機阻燃劑的最大優(yōu)點是低毒、低煙或抑煙、低腐蝕，而且價格低廉。目前，國內外研究和應用較多的新型無機阻燃劑，主要是氫氧化鎂和氫氧化鋁及五氧化二銻等，尤以氫氧化鎂最為重要。
無機氫氧化物阻燃劑氫氧化鎂及其制備方法。80年代初期，日本、以色列、法國、美國等發(fā)達國家投入較多的人力和物力進行氫氧化鎂的各種生產方法的深入研究，并紛紛建廠，取得了良好的經濟和社會效益。
從80年代中后期開始，我國多家單位相繼進行阻燃劑氫氧化鎂及氫氧化鋁的工藝研究工作，并用它們逐步取代傳統(tǒng)的阻燃劑進行使用，取得了理想的阻燃效果。到20世紀末期尤其是用于電器材料、光纜通訊材料等特殊用途的納米級氫氧化鎂的開發(fā)成功，更是使新型無機阻燃劑獨占螯頭。氫氧化鎂的阻燃性能要優(yōu)于氫氧化鋁，主要體現(xiàn)在以下幾方面[11]:抑煙能力遠優(yōu)于氫氧化鋁。
氫氧化鎂無論在原料來源、制備過程、廢物處理等方面都是綠色阻燃劑;比氫氧化鋁有更廣闊的應用范圍。同時氫氧化鎂的分解能(1.37ｋＪ/ｇ)比氫氧化鋁的分解能(1.17ｋＪ/ｇ)高，且熱容也高7%，這有助于提高阻燃效率;氫氧化鎂與其它阻燃劑有良好的復合能力，氫氧化鎂阻燃劑必將成為無機阻燃劑市場上的主力軍。
可是現(xiàn)在看來，降低價格、占領市場的目標仍未達到，其原因之一在于制備工藝水平發(fā)展的滯后，比如氫氧化鎂阻燃劑的含量對聚合物材料機械性能的影響強烈地依賴于氫氧化鎂的形貌。而目前控制制備合適形貌的氫氧化鎂晶體的技術尚不成熟。
由于所采用原料的不同，生產方法也較多，其主要的經濟適用的生產方法有:苦鹵水-石灰中和法、鹵水的氨水合成法、菱鎂礦法、白云石多級碳化-水解合成法。這些方法均可以制備適合作阻燃劑用纖維狀的氫氧化鎂，所用原料來源方便，價格低廉，生產工藝也較簡單，產品性能好，副產物也可以回收利用，生產過程中基本上無污染。
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接熱法和三氯化磷冷法磷 ，將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物經水洗、堿中和、濃縮后進行減壓蒸餾得成品。
無機氫氧化物阻燃劑氫氧化鋁及其制備方法。目前全球氫氧化鋁占無機阻燃劑消費量的80%以上，具有阻燃、消煙、填充三大功能，不產生二次污染，能與多種物質產生協(xié)同作用、不揮發(fā)、無毒和腐蝕性、價格低廉，氫氧化鋁的阻燃作用是其在200℃以上的吸水作用。
氫氧化鋁作為重要的無機阻燃劑一直高居阻燃劑消費量的榜首，我國有多家企業(yè)進行生產，廣泛應用于各種塑料、涂料、聚氨酯、彈性體和橡膠制品中。氫氧化鋁的粒度和用量對材料阻燃性能和材料物理性能影響較大，當顆粒過粗和填充量過大時候，會降低合成材料的物理性能，為了改進這些不足，人們對氫氧化鋁的表面性能、粒度等方面進行改性。
阻燃劑用氫氧化鋁一般是以工業(yè)氫氧化鋁為原料，采用合適的方法進行精制和表面處理而制得，這樣制成的氫氧化鋁，其粒徑小于5μｍ，適合于作高分子材料的阻燃劑。亦可用以下方法直接制備阻燃劑用氫氧化鋁。
(1)尿素水解中和法。將鋁灰等同硫酸作用制成硫酸鋁溶液，凈化除雜后加入適量尿素，在不斷攪拌下加熱進行水解，制成氫氧化鋁。將所得的沉淀經表面處理后則得到氫氧化鋁阻燃劑成品。
(2)鋁酸納法。燒堿同鋁灰按2∶1(摩爾比)比例在加熱下進行反應，制成鋁酸鈉溶液;再用硫酸同鋁灰按1.25∶1比例于105～120℃下反應制取硫酸鋁溶液。將兩者混合中和至ｐＨ值為6.5左右，生成氫氧化鋁沉淀，經水洗、抽濾，于75～85℃干燥10～12ｈ，粉碎后進行表面處理，即可制成氫氧化鋁阻燃劑。納米氫氧化鋁的合成近年來已成為研究的熱點，其合成方法主要是液相共沉淀法和超重力反應沉淀法。我國目前應大力加強納米阻燃劑的合成與應用研究。
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