[发明专利]氢氧化镁系固溶体及其制造方法和应用

说明书

本发明涉及新的氢氧化镁系固溶体、其制造方法、该氢氧化镁系固溶体配合在树脂和/或橡胶类中形成阻燃性树脂和/或橡胶组合物、以及含有该氢氧化镁系固溶体作为有效成分的阻燃剂。

更详细地说，本发明是关于通过使二价过渡金属元素以高浓度在靠近氢氧化镁系固溶体晶体表面不均匀固溶，能够以最小的固溶量发挥该二价过渡金属的效果的新的氢氧化镁系固溶体，其制造方法，配合该固溶体而形成的显示优良阻燃性、机械强度、耐酸性等的阻燃性树脂和/或橡胶组合物，以及关于含有该氢氧化镁系固溶体作为有效成分的阻燃剂。

对树脂和橡胶的阻燃化的要求正在日益增强。作为阻燃的方法，现在主要是同时并用卤素系和三氧化锑，但人们强烈地要求不使用所谓的卤素系阻燃剂，而是限制在安全的金属氢氧化物。但是，为了达到预定目标水平的阻燃性，即使是金属氢氧化物中缺点最少的氢氧化镁，相对于树脂和/或橡胶也需要配合约70％(重量)之多。因此，就存在以不能容许的程度损害树脂和橡胶本身的多种的物性的问题。

因此，本发明人中的一人以前已提出以式(2)

                 Mg_1－xM²⁺_x(OH)₂    (2)(式中，M²⁺表示Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺中的至少一种，x表示0.001≤x≤0.9范围的数值)表示的固溶二价过渡金属的氢氧化镁系固溶体。在树脂和/或橡胶中配合这种氢氧化镁系固溶体时，显著地改善阻燃性，耐酸性等，其结果是，以少于氢氧化镁的配合量就能达到目标水平的阻燃性。

但是，其后进一步进行研究的结果表明，即使是式(2)表示的氢氧化镁系固溶体，也存在必须解决的问题。第一，与镁原料相比，M²⁺原料的价格高，特别是Co和Ni更为突出。例如，在Mg_1－xNi_x(OH)₂系的氢氧化镁固溶体中，在x为0.2≤x≤0.6的范围，阻燃性和耐酸性比氢氧化镁显著地改善。但是，含有这样少量的Ni的固溶体，就比氢氧化镁价格高。第二，随着固溶在氢氧化镁中的M²⁺增加，出现该固溶体的晶体生长和分散性恶化的倾向。但其程度因固溶的各个M²⁺的种类而异。

本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究。其结果发现，氢氧化镁系固溶体之所以显示出优于氢氧化镁的阻燃性，是因为固溶的M²⁺的催化效果和脱结晶水的开始温度比氢氧化镁的脱结晶水的开始温度更低。此外还发现，催化效果比脱结晶水的开始温度的不同对阻燃性改善的效果更大。

因此断定，至少M²⁺的催化效果，只有与树脂和/或橡胶接触的或者可能接触的露出氢氧化镁系固溶体的表面的M²⁺才有所贡献。这样一来，只要能使M²⁺选择性地固溶在靠近氢氧化镁晶体表面，与使M²⁺均匀地固溶在氢氧化镁整个晶体中的情况相比，就能够以显著少的M²⁺固溶量发挥和均匀固溶相同水平的催化效果。并且在靠近氢氧化镁系固溶体的晶体表面(在该固溶体中M²⁺在靠近氢氧化镁的晶体表面高浓度地不均匀固溶)，在比氢氧化镁低得多的温度发生结晶水的脱离，因此，在低温脱离的结晶水量，虽说比M²⁺高浓度地均匀固溶在整个晶体中的场合少，但这种效果也应该能有助于某种程度的阻燃性。

基于以上推理，形成本发明的独特的氢氧化镁系固溶体。

即，按照本发明，提供了氢氧化镁系固溶体，其特征是，在以式(1)表示的氢氧化镁系固溶体中，