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            氫氧化鎂阻燃劑發展狀況及前景預測
            [點擊量:2077] [作者:admin] [日期:2008-02-12]

              近 年來合成高分子材料發展極為迅速,己廣泛應用于交通、運輸、建筑、電子電氣、化工等領域。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,因而得到廣泛應用。僅我國塑料阻燃劑年用量 就達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能力約為1.3萬t,可見氫氧化鎂發展潛力巨大。

              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,減少了可燃氣體的產生;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氣體的濃度.使表面燃燒較難進行;Mg(OH)2有利于形成表面炭化層.阻止氧氣和熱量的進入;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晶水.影響材料的性能。Mg(OH)2的熱穩定性好,在小于340℃時較為穩定,340℃時開始吸熱分解,大約430℃時分解速度最高,490℃時結束,分解吸熱量約44 8kJ/mol。

              Mg(OH)2的阻燃作用主要發生在固體降解區.即減少可燃物的產生.但對預燃區和燃燒區的作用很小。因此.可燃物質的完全燃燒不受影響,產生的煙霧小。另外,在最外層的燃燒產物區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、發展狀況

              Mg(OH)2是一種堿類無機化工產品.該產品近幾年來在國內外受到廣泛的關注。無論是從合成法生產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展。

              1、生產方法

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

              (1)由鹵水、鹵塊或鹵礦與氫氧化鈣、氫氧化鈉或氨反應制取:該法是指以鹵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.生成Mg(OH)2沉淀。以工業氯化鎂、氨水為前驅體,在水一乙醇體系下合成粒度為100nm~200nm氫氧化鎂超細粉體。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制取氫氧化鎂,反應中蒸出的氨用于沉淀氫氧化鎂.產生的硫酸銨經濃縮后循環使用。使氧化鎂水合也可得到氫氧化鎂,但因其反應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.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成功地合成了納米氫氧化鎂,粒徑可達lOnm~50nm。李亞東等采用水熱處理技術.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(乙二胺為反應溶劑)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、生產廠家、能力

              氫氧化鎂產品的生產和應用.在國外特別是發達國家如美國、日本、英國等國家.近年來得到迅速發展。在日木氫氧化鎂的生產和應用至少有20多年的歷史.其在1996年的生產能力為46萬噸,1995年產量38.5萬噸,其中阻燃劑級氫氧化鎂1.4萬噸。除國內消耗外,還有適量出口。據不完全統計.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量最大、品種最多的國家.用」于不同用途的氫氧化鎂達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能力42萬噸,1997年產量為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應用起步較晚,目前的生產廠家雖然不少,但生產能力都很小.年實際總產量約1.3萬噸。而我國生產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主要局

            限于氯化鉀生產,在氯化鉀生產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境的嚴重污染。

              三、前景預測

              隨著高分子聚合物材料的應用愈來愈廣泛,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。近年來有關氫氧化鎂的研究、合作開發、生產活動十分活躍,發達國家紛紛投入巨資進行研究開發,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、復配新產品層出不窮,應用領域不斷開拓,其己廣泛應用于各種塑料制品,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點,因此氫氧化鎂所占比例越來越大。預計未來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展前景光明。

              我國近年來合成高分子材料發展極為迅速,而聚合物材料容易燃燒,燃燒中伴隨產生大量煙霧并有刺激毒害氣體產生。這些腐蝕性氣體和濃煙不僅危及到生命安全,而且還嚴重腐蝕設備和建筑物,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。按發達國家經驗估計,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。隨著我國環保及阻燃法規的不斷健全和完善,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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