一种改性氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种改性氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和应用，属于无机材料。

背景技术：

1、氢氧化镁是一种白色或浅白色的晶体粉末，作为一种环境友好型的阻燃剂具有良好的阻燃性和抑烟性，而且价格低，自身的分解温度较高，比氢氧化铝的使用范围更为广泛，在未来阻燃市场上占有极为重要的地位。

2、氢氧化镁阻燃剂具有突出的无毒、抑烟、环保的阻燃特性，但氢氧化镁使用时所需添加量较大，但是氢氧化镁表面亲水疏油、极性大、易团聚，使其在高聚物材料中的相容性和分散性较差，直接导致材料的力学性能严重恶化，这大大限制了氢氧化镁阻燃剂的使用范围。为了改善氢氧化镁与高聚物的相容性和分散性，改变其“亲水疏油”的表面性质，必须对氢氧化镁进行表面改性。

3、中国专利申请cn113429631a一种改性氢氧化镁阻燃剂制备方法，其制备方法为：干燥无油的压缩空气形成高速射流带动氢氧化镁原粉作高速运动，使原粉碰撞，摩擦而粉碎，被粉碎的氢氧化镁物料随气流到达分级区，由收集器收集氢氧化镁粒径d50在3.5μm-4.5μm的氢氧化镁细粉；然后将粉碎后的氢氧化镁细粉投入到已预热90-110℃至的高搅机内进行搅拌，同时喷洒硅烷偶联剂进行改性处理；然后将改性处理后的氢氧化镁阻燃剂半成品转入连续改性机内，喷洒已预热的改性剂进行包覆处理；然后将二次包覆完成的氢氧化镁阻燃剂转入旋转筛内筛分处理后装袋。该改性氢氧化镁阻燃剂应用到无卤电缆料中时的添加量为50%左右，添加比例比较少，而且制备过程比较繁琐。

4、目前，这些常规的方法对氢氧化镁进行改性，往往无法同时兼顾应用材料的阻燃性能和自身产品性能要求，也就是说氢氧化镁在聚合物基材中使用时，如果添加量过多，则会影响聚合物基材自身的力学等性能要求，如果添加量太少，则无法达到阻燃需求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种改性氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和应用，以解决氢氧化镁表面极性强，与聚合物基材相容性差，不能大量添加的问题，通过本发明技术手段使氢氧化镁表面亲油疏水，与聚合物有良好的相容性，能够大量添加到聚合物中，不会恶化材料的力学性能，还会降低材料成本。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，所述制备方法为：

3、s1、将改性剂加入到醇溶液中进行水解得到水解完全的改性剂；所述改性剂包括有机硅类改性剂和不饱和有机酸类改性剂，所述有机硅类改性剂和不饱和有机酸类改性剂的质量比为（1.5-2.5）：1；

4、将氢氧化镁与水混合配制氢氧化镁浆料；

5、s2、对氢氧化镁浆料进行搅拌、加热，待温度达到设定值后，加入水解完全的改性剂进行反应；

6、s3、反应结束后，经固液分离、干燥，得到改性氢氧化镁阻燃剂。

7、进一步的，所述有机硅类改性剂为二甲基硅油、甲基硅油、含氢硅油、羟基硅油中的至少一种。

8、进一步的，所述不饱和有机酸类改性剂为丙烯酸、山梨酸、衣康酸中的至少一种。

9、进一步的，所述氢氧化镁浆料固含量为30-50%，所述改性剂和醇的质量比为1：（1-4）。

10、进一步的，所述醇溶液的ph为3-5或10-11，使用冰乙酸或氨水来进行ph的调节。

11、进一步的，所述改性剂的用量为氢氧化镁质量的0.5-2%。

12、进一步的，步骤s2中，搅拌速度控制在1000-1500转/min，加热温度为70-90℃，反应时间为20-40min。

13、本发明还公开了一种改性氢氧化镁阻燃剂，所述改性氢氧化镁阻燃剂为采用本发明所述制备方法制得。

14、本发明还公开了一种改性氢氧化镁阻燃剂的应用，所述改性氢氧化镁阻燃剂应用到eva/pe材料中。

15、进一步的，所述改性氢氧化镁阻燃剂应用到eva/pe材料中，获得eva/pe复合材料，所述eva/pe复合材料中所述改性氢氧化镁阻燃剂的质量含量为65-73%。

16、本发明的有益效果是：

17、本发明所述的改性氢氧化镁阻燃剂，采用湿法改性技术手段，工艺流程简单；通过使用不同原理的改性剂，改性剂之间合理配比，使改性后的氢氧化镁疏水性好，改性后的氢氧化镁阻燃剂添加到聚合物基材中，与聚合物的相容性好，大量添加不会影响材料的力学性能，并会降低复合材料的成本。

18、本发明所述的改性氢氧化镁阻燃剂添加到eva/pe材料中，添加量可高达70%，使复合材料的氧指数高达48-52%，垂直燃烧等级达到v-0级，并且复合材料的力学性能良好，强度可达到15-17mpa，断裂伸长率为120-200%。本发明所述改性氢氧化镁阻燃剂，改性效果好，工艺流程简单，生产成本低，可大量添加到聚合物中，不会恶化材料的力学性能，还会提升复合材料的热稳定性。

技术特征：

1.一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

2.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述有机硅类改性剂为二甲基硅油、甲基硅油、含氢硅油、羟基硅油中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和有机酸类改性剂为丙烯酸、山梨酸、衣康酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化镁浆料固含量为30-50%，所述改性剂和醇的质量比为1：（1-4）。

5.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述醇溶液的ph为3-5或10-11，使用冰乙酸或氨水来进行ph的调节。

6.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述改性剂的用量为氢氧化镁质量的0.5-2%。

7.根据权利要求1所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，搅拌速度控制在1000-1500转/min，加热温度为70-90℃，反应时间为20-40min。

8.一种改性氢氧化镁阻燃剂，其特征在于，所述改性氢氧化镁阻燃剂为采用权利要求1-7任意一项制备方法制得。

9.一种根据权利要求8所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于，所述改性氢氧化镁阻燃剂应用到eva/pe材料中。

10.根据权利要求9所述一种改性氢氧化镁阻燃剂的应用，其特征在于，所述改性氢氧化镁阻燃剂应用到eva/pe材料中，获得eva/pe复合材料，所述eva/pe复合材料中所述改性氢氧化镁阻燃剂的质量含量为65-73%。

技术总结
本发明涉及无机材料技术领域，具体涉及一种改性氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和应用，所述改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法为：（1）将改性剂按比例加入到具有一定pH值的醇溶液中水解；（2）配置一定固含量的氢氧化镁浆料；（3）将氢氧化镁浆料加入到反应容器中，并进行搅拌和加热，待温度达到设定值后，按比例加入水解完全的改性剂；（4）反应完成后取出浆料过滤、干燥，得到改性氢氧化镁。本发明所述改性氢氧化镁亲油疏水，与聚合物相容性好，应用到EVA/PE中可大量添加，从而有效提升EVA/PE的阻燃性能，不会恶化EVA/PE材料的力学性能，能够降低材料成本。

技术研发人员：于丽,刘春晓
受保护的技术使用者：烟台艾弗尔阻燃科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5