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无机氢氧化物阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-11-15 10:23:28 |
添加阻燃剂对高分子材料进行阻燃处理，可以阻止材料燃烧或者延缓火势的蔓延。按照化学组成，阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。目前来看，一般价格最高的是含卤阻燃剂，但其阻燃效率高、用量少，如溴系阻燃剂一般只需填充18%～20%。无机水合物类最便宜，但其吸热量小于高分子材料的燃烧热，为了达到理想的阻燃效果，必须有较大的填充量。
有报告称，性价比最高的阻燃剂是含卤阻燃剂和Ｍｇ(ＯＨ)2类无机氢氧化物阻燃剂。含卤阻燃剂燃烧时往往会放出有毒或有腐蚀性的气体，存在一定的风险。无机阻燃剂主要包括锑系、铝系、磷系、硼系等。无机阻燃剂的最大优点是低毒、低烟或抑烟、低腐蚀，而且价格低廉。目前，国内外研究和应用较多的新型无机阻燃剂，主要是氢氧化镁和氢氧化铝及五氧化二锑等，尤以氢氧化镁最为重要。
无机氢氧化物阻燃剂氢氧化镁及其制备方法。80年代初期，日本、以色列、法国、美国等发达国家投入较多的人力和物力进行氢氧化镁的各种生产方法的深入研究，并纷纷建厂，取得了良好的经济和社会效益。
从80年代中后期开始，我国多家单位相继进行阻燃剂氢氧化镁及氢氧化铝的工艺研究工作，并用它们逐步取代传统的阻燃剂进行使用，取得了理想的阻燃效果。到20世纪末期尤其是用于电器材料、光缆通讯材料等特殊用途的纳米级氢氧化镁的开发成功，更是使新型无机阻燃剂独占螯头。氢氧化镁的阻燃性能要优于氢氧化铝，主要体现在以下几方面[11]:抑烟能力远优于氢氧化铝。
氢氧化镁无论在原料来源、制备过程、废物处理等方面都是绿色阻燃剂;比氢氧化铝有更广阔的应用范围。同时氢氧化镁的分解能(1.37ｋＪ/ｇ)比氢氧化铝的分解能(1.17ｋＪ/ｇ)高，且热容也高7%，这有助于提高阻燃效率;氢氧化镁与其它阻燃剂有良好的复合能力，氢氧化镁阻燃剂必将成为无机阻燃剂市场上的主力军。
可是现在看来，降低价格、占领市场的目标仍未达到，其原因之一在于制备工艺水平发展的滞后，比如氢氧化镁阻燃剂的含量对聚合物材料机械性能的影响强烈地依赖于氢氧化镁的形貌。而目前控制制备合适形貌的氢氧化镁晶体的技术尚不成熟。
由于所采用原料的不同，生产方法也较多，其主要的经济适用的生产方法有:苦卤水-石灰中和法、卤水的氨水合成法、菱镁矿法、白云石多级碳化-水解合成法。这些方法均可以制备适合作阻燃剂用纤维状的氢氧化镁，所用原料来源方便，价格低廉，生产工艺也较简单，产品性能好，副产物也可以回收利用，生产过程中基本上无污染。
磷酸三苯酯tpp原材料是三氯氧磷、三氯化磷、苯酚，利用三氯氧磷直接热法和三氯化磷冷法磷 ，将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯，继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。
无机氢氧化物阻燃剂氢氧化铝及其制备方法。目前全球氢氧化铝占无机阻燃剂消费量的80%以上，具有阻燃、消烟、填充三大功能，不产生二次污染，能与多种物质产生协同作用、不挥发、无毒和腐蚀性、价格低廉，氢氧化铝的阻燃作用是其在200℃以上的吸水作用。
氢氧化铝作为重要的无机阻燃剂一直高居阻燃剂消费量的榜首，我国有多家企业进行生产，广泛应用于各种塑料、涂料、聚氨酯、弹性体和橡胶制品中。氢氧化铝的粒度和用量对材料阻燃性能和材料物理性能影响较大，当颗粒过粗和填充量过大时候，会降低合成材料的物理性能，为了改进这些不足，人们对氢氧化铝的表面性能、粒度等方面进行改性。
阻燃剂用氢氧化铝一般是以工业氢氧化铝为原料，采用合适的方法进行精制和表面处理而制得，这样制成的氢氧化铝，其粒径小于5μｍ，适合于作高分子材料的阻燃剂。亦可用以下方法直接制备阻燃剂用氢氧化铝。
(1)尿素水解中和法。将铝灰等同硫酸作用制成硫酸铝溶液，净化除杂后加入适量尿素，在不断搅拌下加热进行水解，制成氢氧化铝。将所得的沉淀经表面处理后则得到氢氧化铝阻燃剂成品。
(2)铝酸纳法。烧碱同铝灰按2∶1(摩尔比)比例在加热下进行反应，制成铝酸钠溶液;再用硫酸同铝灰按1.25∶1比例于105～120℃下反应制取硫酸铝溶液。将两者混合中和至ｐＨ值为6.5左右，生成氢氧化铝沉淀，经水洗、抽滤，于75～85℃干燥10～12ｈ，粉碎后进行表面处理，即可制成氢氧化铝阻燃剂。纳米氢氧化铝的合成近年来已成为研究的热点，其合成方法主要是液相共沉淀法和超重力反应沉淀法。我国目前应大力加强纳米阻燃剂的合成与应用研究。
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