[发明专利]一种基于氧化镁烟气脱硫废渣的膨胀型阻燃协效剂的制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃协效剂的制备方法，尤其涉及一种利用氧化镁烟气脱硫废渣废制备环境友好的膨胀型阻燃协效剂的方法。

背景技术

膨胀型阻燃剂(IFR)因其独特的阻燃机理和无卤、低烟、低毒、生成的炭层能有效地防止聚合物熔滴等特性，符合当今保护生态环境的时代要求，成为当阻燃研究最为活跃的领域之一(参见：欧育湘，韩廷解，李建军．阻燃塑料手册[M]．北京：国防工业出版社，2008)。但IFR的一大缺点是添加量相对较大，阻燃效率不高，限制了其广泛应用。因此，提高IFR的阻燃效率是人们普遍关注的焦点问题。

协同效应指的是两种或两种以上组分的共同效果要比单一组分的效果好。通过膨胀型阻燃协效剂的加入可以提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率，降低成本和添加量，改善其与有机材料的相容性，提高在潮湿环境下阻燃剂的抗溶出性能及IFR的分解温度等(参见： Zhang P，Song L，Lu H，et a1．Synergistic effect of nanoflaky manganese phosphate on thermal degradationand flame retardant propeflies of intumescent flameretardant polypropylene system. Polym Degrad Stab，2009，94(2)：201—207; Nie S，Hu Y，Song ki，et a1．Study on a novel and efficient flame retardant synergist’ nanoporous nickel phosphates VSB-1 with intumescent flame retardants in polypropylene. Polym Adv Technol，2008，19(6)：489—495; 王新龙，苗彩琴，王建丰等．纳米CdS对聚丙烯膨胀型阻燃剂的协同效应．高分子材料科学与工程，2008，24(9) : 135—138)，因此开发各种有效的阻燃协效剂以提高IFR的阻燃性能具有十分重要的意义。

目前，国内外燃煤电厂在推行氧化镁烟气脱硫工艺，该工艺技术中用硅藻土作为助滤剂，产生大量的废渣。氧化镁烟气脱硫废渣中富含硅藻土、氧化镁、氢氧化镁、二氧化硅、氧化铁、碳酸钙等化合物，可以煅烧再生生产硫酸，但能耗较高而且易造成二次污染；或者用于生产镁肥，但镁含量低、产品附加值较低；或者废渣直接外排或填埋，将会造成环境污染。如何妥善处理、有效利用氧化镁烟气脱硫废渣并获得较高的社会效益、生态效益和经济效益是亟待解决的问题。

氧化镁烟气脱硫废渣的组成、结构类似于水滑石和类水滑石，而现有技术中，水滑石和类水滑石的主要特性之一是具有阻燃功能，但是，由于氧化镁烟气脱硫废渣含水30% 以上，其中含有的氢氧化镁、亚硫酸镁、硫酸镁、氧化镁等化合物存在含量低、化学性质不稳定、易吸潮等问题，因此无法直接将氧化镁烟气脱硫废渣用来作为阻燃协效剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于氧化镁烟气脱硫废渣的膨胀型阻燃协效剂的制备方法，由此方法得到的阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂的协同效率高，显著提高了阻燃剂的阻燃效果。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

 一种基于氧化镁烟气脱硫废渣的膨胀型阻燃协效剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应器中加入水和干燥的氧化镁烟气脱硫废渣，室温下搅拌均匀至废渣完全浸湿，配置成质量浓度为1~30%的悬浊液A；所述氧化镁烟气脱硫废渣含有以质量计为70~90%的硅藻土，余量为氢氧化镁、硫酸镁和粉煤灰（fly ash）； 

(2)将磷酸盐加入上述悬浊液A中，室温下搅拌0.5~1小时得到悬浊液B，再同时将锌盐、氨水加入上述悬浊液B中，室温下搅拌反应1~2小时得到悬浊液C；其中，氨水、磷酸盐和锌盐的物质的量的比例为1∶1.1~1.2∶1.1~1.2；氨水、磷酸盐和锌盐的质量之和与氧化镁烟气脱硫废渣的质量比例为1~50∶100；

(3)调节悬浊液C的pH值为6.5~7.5，过滤悬浊液C得到滤液和固体粉末，烘干固体粉末，即得到膨胀型阻燃协效剂。

上述技术方案中，所述步骤（2）中的磷酸盐选自磷酸氢二钠和磷酸氢二铵中的一种。

上述技术方案中，所述步骤（2）中的锌盐选自氯化锌和硫酸锌中的一种。

上述技术方案中，所述步骤（3）中的烘干温度为95~110℃，时间为1.5~3小时。