[发明专利]一种化学法制备活性微纳米氢氧化镁阻燃剂的方法

说明书

本发明涉及一种化学法制备活性微纳米氢氧化镁阻燃剂的方法，属于非金属矿物加工和环境友好型阻燃功能材料制备领域。本发明所述方法包括如下步骤：将菱镁矿尾矿为原料破碎，再加入六水氯化镁混匀，煅烧，得到活性轻烧镁；将活性轻烧镁研磨，再与水混匀，得到氢氧化镁浆液；将乙二醇加入到氢氧化镁浆液中，研磨后再加入改性剂，水合反应；将水化后氢氧化镁浆液干燥、解理，得到活性微纳米氢氧化镁。本发明利用轻烧镁水化反应制备微纳米氢氧化镁阻燃剂，充分利用尾矿资源，符合可持续发展的理念。

技术领域

本发明涉及一种化学法制备活性微纳米氢氧化镁阻燃剂的方法，属于非金属矿物加工和环境友好型阻燃功能材料制备领域。

背景技术

无卤、高效、消烟、低毒、多功能的环境友好型无机阻燃剂是当今阻燃新材料发展的主流方向，其在有效地提高材料阻燃性的同时，又能减低烟雾和有毒气体释放量。研究表明，氢氧化镁在阻燃过程中，形成的聚合物碳化层能够有效抑制燃烧；分解后的产物氧化镁同为耐高温物质，覆盖于高聚物表面能够大幅提高隔绝空气的效率，起到进一步阻止燃烧的作用。氢氧化镁的分解温度高，质地柔软、粒度细小，适合聚合物的加工要求。当氢氧化物阻燃剂的粒径减小到1um时，其阻燃聚合物体系的氧指数显著提高，且达到微纳米超细粒径的无机化合物，能对聚合物材料起到增强增韧的作用。随着物质的超细化，表面的电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、小尺寸效应、体积效应、量子效应和宏观量子效应，使超细粉末与常规颗粒材料相比，具有一系列优异的光、电、声、磁、热、力学、催化等方面许多特殊的性质。

从经济效益、资源利用、阻燃消烟效果和环境保护等方面考虑，选择氢氧化镁作为复合材料阻燃剂，具有资源丰富，生产成本相对较低的竞争优势。超细氢氧化镁的制备技术主要可分为两大类：物理法和化学法。物理法是以天然水镁石矿经磨粉而成，利用介质和物料间的相互研磨和冲击以达到粒子的超细化。由于加工简单、杂质较多、粒径大且不规则，应用于阻燃领域效果不佳。化学制备方法种类繁多，大多数是以碱性物质为沉淀剂，以镁盐作为反应原料，通过沉淀反应制得不同粒径的氧氧化镁，因工艺复杂，参数控制精细，副产物较多，规模化生产受到限制。

发明内容

本发明以菱镁矿尾矿为原料，将尾矿低温煅烧，碳酸镁分解成为固体矿物轻烧镁，其主要成分是活性氧化镁，又称为轻烧镁粉，轻烧镁粉经过研磨、水化反应，生成片状晶型氢氧化镁，干燥、解理后，得到微纳米氢氧化镁阻燃剂。该方法为尾矿开发独辟蹊径，节约利用矿产资源，提高轻烧镁粉产品附加值，并且工艺设计简单、参数易于控制、适合规模化生产。

本发明提供了一种化学法制备活性微纳米氢氧化镁阻燃剂的方法，所述方法包括如下步骤：将菱镁矿尾矿为原料破碎至10-20mm，再加入菱镁矿尾矿重量1-2％的六水氯化镁混匀，650-750℃煅烧0.5-1.5h，得到活性轻烧镁；将活性轻烧镁研磨至100-325目，再按活性轻烧镁与水的重量比1：2-4混匀，得到氢氧化镁浆液；将乙二醇按活性轻烧镁重量的0.07-0.50％加入到氢氧化镁浆液中，按2-3级研磨，研磨后氢氧化镁浆液在60-70℃下，再加入活性轻烧镁重量0.2-0.4％的改性剂，水合时间4-8h；将水化后氢氧化镁浆液干燥、解理，得到活性微纳米氢氧化镁。

本发明进一步优选为将所述菱镁矿尾矿破碎至12-18mm。

本发明最优选为所述六水氯化镁的重量为菱镁矿尾矿重量的1.5％。

本发明进一步优选为所述煅烧温度680-720℃。

本发明进一步优选为所述煅烧时间1h。

本发明最优选为将所述活性轻烧镁研磨至200目。

本发明最优选为将所述活性轻烧镁与水按重量比1：3混匀。

本发明最优选为将所述乙二醇按活性轻烧镁重量的0.30％加入到氢氧化镁浆液中。