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            氫氧化鎂阻燃劑發(fā)展?fàn)顩r及前景預(yù)測
            [點擊量:2206] [作者:admin] [日期:2008-02-12]

              近 年來合成高分子材料發(fā)展極為迅速,己廣泛應(yīng)用于交通、運輸、建筑、電子電氣、化工等領(lǐng)域。但合成材料一般易燃,為了解決和消除這一隱患,阻燃劑應(yīng)運而生。 由于無機阻燃劑在合成材料中除有阻燃效果外,還有抑制發(fā)煙和硫化氫生成的作用,而且賦子材料無毒性、無腐蝕性,因而得到廣泛應(yīng)用。僅我國塑料阻燃劑年用量 就達(dá)60萬t以上,其中無機阻燃劑占5%,而氫氧化鎂阻燃劑占無機阻燃劑30%左右,每年需要氫氧化鎂阻燃劑9萬t,但目前我國氫氧化鎂阻燃劑年生產(chǎn)能力約為1.3萬t,可見氫氧化鎂發(fā)展?jié)摿薮蟆?

              一、氫氧化鎂阻燃消煙機理

              氫氧化鎂屬于添加型無機阻燃劑,與同類無機阻燃劑相比.具有更好的抑煙效果。其阻燃機理可從反應(yīng)方程式Mg(OH)2—— MgO+H20看出, 添加了Mg(OH)2阻燃劑的聚合物在受熱分解時釋放出水分,同時吸收大量潛熱,降低了材料表面的火焰實際溫度,使聚合物降解為低分子的速度減慢,減少了可燃?xì)怏w的產(chǎn)生;分解過程中釋放出的大量水蒸汽.沖淡了聚合物表面附近氧氣和可燃?xì)怏w的濃度.使表面燃燒較難進(jìn)行;Mg(OH)2有利于形成表面炭化層.阻止氧氣和熱量的進(jìn)入;同時分解生成的MgO是良好的耐火材料,提高聚合物材料抵抗火焰的能力,起到隔絕空氣阻止燃燒的目的。由于Mg(OH)2受熱分解能使前面提到的燃燒二要素同時得到緩解,起到了阻燃作用,即一旦火源消失燃燒即可自行熄滅。

              Mg(OH)2的分解溫度范圍為340℃~490℃,高于氧氧化鋁的分解溫度(190℃~230℃),基本上滿足許多聚合物材料的混煉加工成型,不會在加工成型過程中分解出結(jié)晶水.影響材料的性能。Mg(OH)2的熱穩(wěn)定性好,在小于340℃時較為穩(wěn)定,340℃時開始吸熱分解,大約430℃時分解速度最高,490℃時結(jié)束,分解吸熱量約44 8kJ/mol。

              Mg(OH)2的阻燃作用主要發(fā)生在固體降解區(qū).即減少可燃物的產(chǎn)生.但對預(yù)燃區(qū)和燃燒區(qū)的作用很小。因此.可燃物質(zhì)的完全燃燒不受影響,產(chǎn)生的煙霧小。另外,在最外層的燃燒產(chǎn)物區(qū)有沖淡和吸收一部分煙霧作用.故Mg(OH)2的消煙作用是很明顯的。

              二、發(fā)展?fàn)顩r

              Mg(OH)2是一種堿類無機化工產(chǎn)品.該產(chǎn)品近幾年來在國內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注。無論是從合成法生產(chǎn)的氫氧化鎂還是從天然資源加工制取的氫氧化鎂,近年來均有較快的發(fā)展。

              1、生產(chǎn)方法

              納米氫氧化鎂的生產(chǎn)方法有多種,但多以氯化鎂(通常是六水氯化鎂)或制鹽副產(chǎn)的鹵水為原料沉淀制得。

              (1)由鹵水、鹵塊或鹵礦與氫氧化鈣、氫氧化鈉或氨反應(yīng)制?。涸摲ㄊ侵敢喳u水或其他可溶性鎂鹽為原料,使之與石灰乳、氫氧化鈉或氨反應(yīng).生成Mg(OH)2沉淀。以工業(yè)氯化鎂、氨水為前驅(qū)體,在水一乙醇體系下合成粒度為100nm~200nm氫氧化鎂超細(xì)粉體。在有表面活性劑的存在下用氨水從氯化鎂溶液中沉淀出Mg(OH)2,可得到高分散氫氧化鎂。

              (2)由Mg0為原料制得:該工藝以氧化鎂與硫酸銨反應(yīng)制取氫氧化鎂,反應(yīng)中蒸出的氨用于沉淀氫氧化鎂.產(chǎn)生的硫酸銨經(jīng)濃縮后循環(huán)使用。使氧化鎂水合也可得到氫氧化鎂,但因其反應(yīng)速度慢且必需用高壓釜在1000℃以上高溫和超過常壓的高壓下反應(yīng).可制得納米顆粒。

              (3)成核/晶化隔離法:有人利用全返混爆式成核技術(shù)成功地合成了納米氫氧化鎂,粒徑可達(dá)lOnm~50nm。李亞東等采用水熱處理技術(shù).在高壓下通過控制粒子的成核和生長速度.使鎂離子與水反應(yīng)(乙二胺為反應(yīng)溶劑)可生成納米氫氧化鎂。但硫酸鎂與氨氣在同樣條件卜得不到納米產(chǎn)品。另外還可以含鎂鹵水和硫化堿濃鹵為原料制取氫氧化鎂。該方法以廉價易得的硫化堿濃鹵代替硫化鋇.不消耗酸或堿.且生成的氫氧化鎂的粒度易控制。

              2、生產(chǎn)廠家、能力

              氫氧化鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用.在國外特別是發(fā)達(dá)國家如美國、日本、英國等國家.近年來得到迅速發(fā)展。在日木氫氧化鎂的生產(chǎn)和應(yīng)用至少有20多年的歷史.其在1996年的生產(chǎn)能力為46萬噸,1995年產(chǎn)量38.5萬噸,其中阻燃劑級氫氧化鎂1.4萬噸。除國內(nèi)消耗外,還有適量出口。據(jù)不完全統(tǒng)計.目前日本氫氧化鎂年總消耗量己超過50萬噸。

              美國是世界上氫氧化鎂產(chǎn)量最大、品種最多的國家.用」于不同用途的氫氧化鎂達(dá)14種.作為阻燃劑使用的有10個品種。1996年美國氫氧化鎂生產(chǎn)能力42萬噸,1997年產(chǎn)量為30.7萬噸。目前年增長率為8%.到2008年后可能會以10%一12%的速率增長。

              歐洲阻燃劑的消耗量1995年為26萬噸,無機阻燃劑氫氧化鎂和氫氧化鋁占統(tǒng)治地位.約占48%。其中氫氧化鎂仍呈增長勢頭.到2000年增長率約為6%一8%。

              我國氫氧化鎂阻燃劑的開發(fā)應(yīng)用起步較晚,目前的生產(chǎn)廠家雖然不少,但生產(chǎn)能力都很小.年實際總產(chǎn)量約1.3萬噸。而我國生產(chǎn)氫氧化鎂的資源種類和來源上與日本相比具有無可爭議的優(yōu)勢,與美國相比也不相上下,青海的察爾汗鹽湖是我國最大的鉀鎂鹽礦,蘊藏著MgCl232億噸.      MgSO416億噸,還有豐富的鹵水資源,這些條件對發(fā)展氫氧化鎂阻燃劑都是十分有利的。目前,察爾汗鹽湖資源開發(fā)主要局

            限于氯化鉀生產(chǎn),在氯化鉀生產(chǎn)過程中排放出大量老鹵,這些老鹵中鎂的含量較高,但一直沒有得到有效利用,不僅造成了鎂資源的浪費,而且造成察爾汗鹽湖鉀資源和周邊環(huán)境的嚴(yán)重污染。

              三、前景預(yù)測

              隨著高分子聚合物材料的應(yīng)用愈來愈廣泛,對阻燃材料的阻燃性能提出了更高的要求。無機阻燃級氫氧化鎂由于具有多重阻燃作用、低煙和無毒等特點,逐漸受到了人 們的重視。近年來有關(guān)氫氧化鎂的研究、合作開發(fā)、生產(chǎn)活動十分活躍,發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資進(jìn)行研究開發(fā),國際合作頻頻開展。特別是阻燃劑級氫氧化鎂,除通 用品種外,各種專用、復(fù)配新產(chǎn)品層出不窮,應(yīng)用領(lǐng)域不斷開拓,其己廣泛應(yīng)用于各種塑料制品,尤其是電線電纜用高性能阻燃劑級氫氧化鎂,更是倍受歡迎。其中 美國、日本、西歐無機阻燃劑消費量分別占阻燃劑總消費量的60%、 64%、50%。而其中無機阻燃劑以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主。由于氫氧化鎂與氫氧化鋁相比有許多優(yōu)點,因此氫氧化鎂所占比例越來越大。預(yù)計未來5年,美國、西歐、日本消費年均增長分別為12%、8%、7%?;谏鲜龇治?,世界氫氧化鎂阻燃劑發(fā)展前景光明。

              我國近年來合成高分子材料發(fā)展極為迅速,而聚合物材料容易燃燒,燃燒中伴隨產(chǎn)生大量煙霧并有刺激毒害氣體產(chǎn)生。這些腐蝕性氣體和濃煙不僅危及到生命安全,而且還嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和建筑物,同時給消防工作造成困難。氫氧化鎂具有提高阻燃作用和消煙能力,且無一次性公害污染、無毒害、無腐蝕、價格低廉,在全部阻燃劑中占有重要的地位。按發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗估計,世界上每年對氫氧化鎂的需求量以10%~12%的速度增加,對氫氧化鎂阻燃劑的用量以每年15%的速度增加。隨著我國環(huán)保及阻燃法規(guī)的不斷健全和完善,對氫氧化鎂的需求隨之增加,尤其是作為無毒、抑煙型的無機阻燃劑,氫氧化鎂需求會更加迫切;我國又是鎂礦資源大國,具有得天獨厚的資源優(yōu)勢,因此,氫氧化鎂阻燃劑在我國具有良好的市場前景。      

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