氫氧化鎂阻燃劑的改性效果研究

賈靜嫻

（唐山師范學(xué)院 化學(xué)系，河北 唐山 063000）

氫氧化鎂阻燃劑的改性效果研究

賈靜嫻

（唐山師范學(xué)院 化學(xué)系，河北 唐山 063000）

探討硬脂酸鋅對氫氧化鎂阻燃劑的改性效果?？疾炝斯に嚄l件對氫氧化鎂阻燃劑表面改性效果的影響，確定了最佳改性工藝條件：改性時間30 min，改性溫度85 ℃，改性劑用量4%。

氫氧化鎂；表面改性；硬脂酸鋅；阻燃劑

阻燃劑在各種有機(jī)材料中應(yīng)用廣泛，可以阻止火焰燃燒，降低物體燃燒過程中有毒有害氣體的產(chǎn)生，為救火工作贏得時間。隨著人們環(huán)保意識的提高，對阻燃劑自身與使用過程中的環(huán)保問題也提出了更為嚴(yán)格的要求。無鹵化、低毒化、復(fù)合化、抑煙化已成為21世紀(jì)阻燃劑的整體發(fā)展趨勢[1]。氫氧化鎂是典型的無鹵阻燃劑。占全球無機(jī)阻燃劑消費量的80%以上，它具有阻燃、消煙、填充三大功能，燃燒過程中不產(chǎn)生二次污染，能與多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用，且不揮發(fā)、無毒、腐蝕性小、價格低廉，應(yīng)用廣泛[2]。

1 實驗

1.1 原料和設(shè)備

氫氧化鎂（AR，北京化工廠）；硬脂酸鋅（CP，天津四通化工廠）；液體石蠟（CP，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）；無水乙醇（CP，唐山路北區(qū)化工廠）；DOP。

JJ–1精密定時電動攪拌器（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；SYP–IIIS玻璃恒溫水?。暇┥Ａ﹄娮釉O(shè)備廠）；GZX–9070MBE電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海搏迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；SHB–IV雙A循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；電子分析天平（奧豪斯國際貿(mào)易上海有限公司）；標(biāo)準(zhǔn)檢測篩（浙江上虞市華峰五金儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鎂漿料，加熱到一定溫度后，調(diào)整攪拌器的轉(zhuǎn)數(shù)，以一定質(zhì)量的硬脂酸鋅為改性劑，經(jīng)無水乙醇溶解后加入到氫氧化鎂漿料中，反應(yīng)一段時間，過濾，洗滌，干燥，過篩。

1.3 沉降速度性能測試

采用改性粉體與溶劑形成的分散體系的體積隨時間的變化來表征顆粒的沉降速度。如果粒子不易團(tuán)聚，則分散體系體積變化小，沉降速度慢；反之，沉降速度快[3]。

稱取1 g氫氧化鎂粉體置于10 ml量筒中，加入一定量的液體石蠟，待粉體被液體石蠟完全浸濕后，再加入液體至刻度，充分振蕩3 min，使氫氧化鎂粉體在液體石蠟中分散均勻，然后靜置，讀取不同時間的固體體積。

2 結(jié)果與討論

2.1 改性前后氫氧化鎂粉體的沉降速度比較

由圖1可見，改性后的沉降速度曲線比改性前的沉降速度曲線平緩，這是因為改性后氫氧化鎂粉體的親水性表面變?yōu)槭杷员砻?，增加了與液體石蠟的相容性，能在液體石蠟中較好地分散。

圖1 改性前后沉降速度的對比

硬脂酸鋅是陰離子表面活性劑，能有效地附著在極性的氫氧化鎂分子上，有利于對氫氧化鎂粉末的包覆，增強了與有機(jī)高聚物的相容性。這有利于克服氫氧化鎂粉體易產(chǎn)生二次團(tuán)聚及其與基材有機(jī)聚合物親和力欠佳的缺點。

2.2 改性溫度對氫氧化鎂沉降速度的影響

由圖2可見，隨著改性溫度升高，沉降速度呈降低趨勢。當(dāng)改性溫度為85 ℃時，氫氧化鎂粉體的沉降速度曲線最為平緩?？紤]到能耗等問題，確定85 ℃為最佳改性溫度。

圖2 改性溫度對沉降速度的影響

圖3 改性劑用量對沉降速度的影響

2.3 改性劑用量對氫氧化鎂沉降速度的影響

當(dāng)改性劑用量過多時，會在氫氧化鎂顆粒的表面形成多層包覆，多余的表面活性劑分散在有機(jī)相中會降低氫氧化鎂的改性效果，致使氫氧化鎂的分散性變差；當(dāng)改性劑用量不足時，氫氧化鎂粉體改性不完全。由于實際處理中有部分改性劑損失，加工成塑時有少量的改性劑會從氫氧化鎂顆粒表面脫落[4]。

由圖3可以看出，改性劑用量為4%時制得的氫氧化鎂粉體的沉降速度曲線最平緩，改性劑的用量過多或過少沉降速度曲線都較陡。

2.4 改性時間對氫氧化鎂沉降速度的影響

圖4 改性時間對沉降速度的影響

由圖4可知，改性時間為30 min時制得的氫氧化鎂粉體的沉降速度最慢，再延長改性時間，沉降速度反而加快。這可能是因為改性30 min后改性劑剛好包覆在氫氧化鎂表面，而改性時間的延長反而使包覆在氫氧化鎂表面的改性劑隨劇烈的攪動脫離其表面而影響了改性效果。因此可以確定硬脂酸鋅改性氫氧化鎂的最佳改性時間為30 min。

3 結(jié)論

（1）經(jīng)硬脂酸鋅改性后的氫氧化鎂粉體沉降速度減慢，表明改性有效。

（2）最佳改性工藝條件：改性劑用量4%，改性溫度85 ℃，改性時間30 min。

[1] 于偉江,楊孝岐,姜大偉. 氫氧化鎂阻燃劑的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].遼寧建材[J].2011(12):17-20

[2] 劉立華.吸油值表征氫氧化鋁阻燃劑的改性效果研究[J].清洗世界,2011,27(8):18-21.

[3] 李召好,馬培華,李法強.阻燃型氫氧化鎂表面改性研究[J].海湖鹽與化工,2005,34(3):14-16.

[4] 劉立華,宋云華,陳建銘,等.硬脂酸鈉改性氫氧化鎂效果研究[J].北京化工大學(xué)學(xué)報,2004,31(3):31-34.

（責(zé)任編輯、校對：琚行松）

The Modification Effect of Magnesium Hydroxide Flame Retardants

JIA Jing-xian
(Department of Chemistry, Tangshan Teachers College, Tangshan 063000, China)

The modification effect of zinc stearate on magnesium hydroxide flame retardants is studied and the surface modification effect of technological conditions on magnesium hydroxide is analyzed. The experimental result shows that the optimum technical condition of modification is 30 min in time, 85 ℃ in temperature and 4% in dosage.

magnesium hydroxide; surface modification; zinc stearate; flame retardant

O621.4

A

1009-9115(2014)02-0039-02

10.3969/j.issn.1009-9115.2014.02.011

唐山師范學(xué)院重點研究項目（10B04）

2013-12-03

賈靜嫻（1963-），女，河北唐山人，高級實驗師，研究方向為阻燃劑的制備、改性及應(yīng)用。