硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃剂
硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂具有抑烟、绿色和环保等优势，但是由于其较低的阻燃效率，应用在高分子基材中往往需要较大的填充量，又因为氢氧化镁作为无机粉体具有亲水疏油，极性大的特点，不利于无机/有机材料的界面复合，较高的填充量会导致添加有氢氧化镁的高分子复合材料力学性能大幅下降。为了改善氢氧化镁与高分子基材之间无机/有机界面相容性的问题，本章选用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（A-174）对氢氧化镁进行干法改性，该种硅烷偶联剂可以与醋酸乙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸单体共聚，常用于电线电缆行业，在提高复合材料界面相容性的同时，还可以改善电缆料防静电性能[47-48]。
本章对影响干法工艺改性氢氧化镁效果的因素，既改性剂用量、改性温度、改性时间和搅拌速度进行了研究。采用单因素实验方法，通过对改性粉体活化指数的测定，确定了硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁效果的最佳工艺条件，并通过SEM、热重分析和红外光谱等表征手段探讨了硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁的改性机理及改性效果。
1.1 实验
1.1.1 试剂及仪器
Magnifin H-5型氢氧化镁（美国雅宝公司）
3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（湖北武大有机硅新材料有限公司）
邻苯二甲酸二辛酯DOP（国药集团化学试剂有限公司）
DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司）
FA2004型电子天平（上海上天精密仪器有限公司）
Y100L2-4高速搅拌机（张家港锦丰万科机械厂）
DJ-1定时电动搅拌器（金坛市大地自动化仪器厂）
JSM-5610LV/INCA扫描电子显微镜（日本电子株式会社）
STA449F3同步热分析仪（德国耐驰）
Nexus傅立叶变换红外光谱仪（美国热电-尼高力公司）
1.1.2 改性方法
首先，将氢氧化镁粉体放入干燥箱中，在120℃下干燥5小时以排除原料中吸附的水分，将干燥后的氢氧化镁冷却至室温备用。称取1kg已干燥的氢氧化镁粉末加至高速搅拌机中，在1000rpm的搅拌速度下预热至实验设计温度，当温度升至指定温度时，提高高速搅拌机搅拌速度至某设定值，并使用医用注射器向粉体中加入一定量硅烷偶联剂A-174。在改性进
行一定时间后，停止加热与搅拌，取出已改性粉体并冷却至室温。改性工艺流程如图2.1，改性工艺条件如表2.1。
图2.1 A-174干法改性氢氧化镁工艺流程图
表2.1 A-174干法改性氢氧化镁的工艺条件
2.2 表征方法
1.2.1 活化指数
取一200ml烧杯，加入100ml蒸馏水，称取3g左右已改性氢氧化镁粉末置于烧杯中，使用电动搅拌器连续搅拌1min后静置10min，收集漂浮于水面的剩余粉体，然后将其放置在烘箱中，于110℃下烘干4h，冷却至室温并称重。由式（2-1）可计算出试样的活化指数：A=m1m2×100% 式（2-1）
式中：A为样品活化指数；m1为漂浮于水面的粉体质量；m2为样品总质量。
没有经过表面改性的氢氧化镁裸粉会在蒸馏水中会自然沉降，活化指数为0%。经过硅烷偶联剂改性的氢氧化镁表面具有疏水性，改性粉体会漂浮于水面，活化指数A＞0%；当氢氧化镁粉体表面被偶联剂完全包覆时，A=100%。因此，活化指数数值的变化可以在一定程度上直观反映出表面化学改性的效果。
1.2.2 吸油率
称取1g左右改性后的氢氧化镁粉体置于洁净的表面皿上，用25ml滴定管缓慢向其滴加
DOP，在滴加过程中使用玻璃棒不断搅拌，直至粉体试样全部混合成团为止，记录所消耗的DOP体积，由式（2-2）计算试样的吸油率，单位为ml/100g。
Q=Vm×100 式（2-2）
式中：Q为试样的吸油率；V为所消耗的DOP体积；m为样品的质量。
未改性的氢氧化镁由于具有较高的表面能，粉体之间通常会发生团聚现象，且分散度低，颗粒间空隙较大，对DOP的无效吸收比较严重。改性后的氢氧化镁粉体团聚现象缓解，堆积密度升高，吸油率会相对减小，降低了氢氧化镁添加对高分子材料综合性能的影响。因此吸油率是控制粉体改性质量的重要指标之一。
1.2.3 扫描电子显微镜
采用扫描电子显微镜可以观察试样的形貌、尺寸、粒径分布以及颗粒分散性等性质，具有可靠性和直观性。本次试验中，使用真空干燥箱将待测粉体进行干燥处理，再将干燥好的粉体经超声波分散后粘于导电胶上，进行喷金处理后便可直接观察粉体形貌尺寸。
1.2.4 热重分析
氢氧化镁粉体经过硅烷偶联剂表面改性后，会表现出不同的热分解行为，因为表面有机化程度的差异会导致无机粉体在受热分解过程中分解行为的不同，所以，通过研究其热重分析曲线，可以对粉体表面的有机化情况进行分析。本次实验在氮气氛围中进行，温度范围为30 ~ 1050℃，升温速率为5℃/min。
1.2.5 傅立叶变换红外光谱
傅立叶红外光谱分析主要用于研究表面改性机理，依据测试样品特征吸收峰的位置和形状变化，对比分析改性剂的各类官能团在氢氧化镁表面改性过程中作用。采用KBr压片，波数范围为4000~500cm-1。
氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂 简介 氢氧化镁简称MH，分子式Mg(OH)2，分子量重58.33.白色粉末，相对密度2.39。折射率1.561-1.581。在300℃以下稳定，320℃开始分解，生成氧化镁和水，430℃时分解速度最快，490℃时分解完结。溶于烯酸和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。氢氧化镁不仅有阻燃作用，还有一眼功能，无毒、无腐蚀性，多种性能优于氢氧化铝，安全廉价，属于环保型无机阻燃剂。 阻燃机理 氢氧化镁在受热时（340-490度）发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种新兴的环保型无机阻燃剂。 分类 阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。由于有机阻燃剂存在着分解产物毒性大、烟雾大等缺点，正逐步被无机阻燃剂所替代。
无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大，并产生H2O可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。 涂料等高分子材料中，特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃胶板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。 种类间比较 目前国内氢氧化铝用量较多，但随着高聚物加工温度的提高，氢氧化铝易分解，降低阻燃作用，氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点： ①氢氧化镁热分解温度达330℃，比氢氧化铝高100℃，故有利于塑料加工温度的提高，加快挤塑速度，缩短模塑时间； ②氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体SO2、NOx、CO2等； ③氢氧化镁分解能高，有利于吸收燃烧热，提高阻燃效率； ④氢氧化镁抑烟能力强、硬度小，对设备摩擦小，有助于延长生产设备
偶联剂表面改性Sb_2O_3的研究
Sb 2O 3表面含有一定数量的羟基，因而具有亲 水性，与有机高聚物相容性差，不仅影响其阻燃效果，而且导致高聚物制品的机械性能和加工性能下降。因此，对其进行表面改性，使Sb 2O 3表面连接一层有机长链分子，便可以使Sb 2O 3粉末具有亲油性，提高与单体及高聚物树脂的相容性，另一方面还可提高Sb 2O 3的添加量，降低生产成本。 本文研究了不同偶联剂对Sb 2O 3的改性效果，考察了反应时间和反应温度对表面改性效果的影响，通过实验和理论计算确定了偶联剂的最佳用量，并阐述了偶联剂的作用机理。 1 实验部分 1.1 原料 Sb 2O 3，平均粒径895nm ，广东东莞市达利锑 品冶炼有限公司；硅烷偶联剂，A-151，A-172和 KH-570，南京康普顿曙光有机硅化工有限公司；钛酸酯偶联剂，NDZ-101，NDZ-201和NDZ-311， 南京康普顿曙光有机硅化工有限公司；正庚烷，分析纯，江苏宜兴市第二化学试剂厂；去离子水，自制。 1.2实验设备 500mL 玻璃夹套釜；数控恒温水槽，THD-06Q ，宁波天恒仪器厂；激光粒径分析仪，LS-230， 美国Coulter 公司，测量范围在0.04~2000μm ，以重均粒径作为比较的标准；视频光源接触角测试仪，OCA20，德国Data-physics 公司。 1.3试验方法 称取适量的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，溶 于正庚烷中，加入经干燥的Sb 2O 3粉末，在一定反应温度下搅拌若干时间，然后烘干。用液压机压制成片后用去离子水进行接触角测试。 2 结果与讨论 2.1 不同偶联剂对改性效果的影响 偶联剂表面改性Sb 2O 3的研究 何 松 (福建省建筑科学研究院，福州，350025) 摘要研究了不同偶联剂表面改性Sb 2O 3的改性效果和条件，结果发现钛酸酯偶联剂NDZ-101的 改性效果最佳，其最佳用量为1.0%与理论计算值相当；当改性时间大于30min ，改性温度大于60℃，改性效果趋于稳定。 关键词 三氧化二锑 偶联剂 表面改性 Study on Surface Modification for Sb 2O 3with Coupling Agent He Song (Fujian Academy of Building Research,Fuzhou,350025) Abstract:The effects and conditions of surface modification for antimonous oxide (Sb 2O 3)with different coupling agents were studied,the conclusions were obtained as follows:titanate coupling agent NDZ-101has the best modifying effect and the optimum loading of the coupling agent is 1.0wt%;the modifying effect stabilizes when modificntion time is longer than 30min and modification temperature is higher than 60℃. Keywords:antimonous oxide;coupling agent;surface modification 收稿日期：2008-07-14 塑料助剂2008年第5期（总第71期） 46
纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺
2009年第1期 青海师范大学学报(自然科学版) Journal of Qinghai Norm al U niversity(Natural Science) 2009 No.1纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺 王书海,温小明 (青海师范大学化学系,青海西宁 810008) 摘 要:本文主要研究了湿法纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺过程,对制得纳米氢氧化镁阻燃剂进行测试,并将粉体添加到 软质PVC体系中测定该体系的活化数、氧指数、拉伸强度和断裂伸长率等.通过单因素优选法和正交试验法分析,结果表 明,最佳的工艺条件:聚乙二醇(PEG)为分散剂,硬脂酸为改性剂,分散剂的用量为2 5%,改性时间为90min,改性温度为 70 ,改性剂用量为5%(质量分数);添加了纳米氢氧化镁阻燃剂粉体的软质PVC体系的阻燃性能有了显著提高,同时减少 了氢氧化镁添加剂的用量和降低了对体系机械力学性能的影响. 关键词:氢氧化镁;阻燃剂;纳米;表面改性;分散剂 中图分类号:O157 5 文献标识码:A 文章编号:1001-7542(2009)01-0043-05 0 引言 随着有机高分子材料的迅速发展和广泛应用,有机物的易燃性和燃烧后放出大量的 卤烟 越来越受到人们的关注.无机阻燃剂的研究被提上日程,无机阻燃剂氢氧化镁由于其分解温度高(340 ~ 490 )、无毒、无烟、抗酸、无腐蚀性、价格便宜等[1]优点受到人们的欢迎.但由于氢氧化镁其表面的强极性的,自身容易聚合.添加到有机材料中很难使其均匀分散,而且界面难以形成很好的结合.通常氢氧化镁阻燃剂在较高的填充量下(填充量高达60%[2])才有较好的阻燃效果,但较高的填充量下有机材料的机械性能和成形性急剧下降.很难在两者之间中和,氢氧化镁的超细化和表面改性成为制约氢氧化镁阻燃剂大量应用的关键. 李克民[3]通过用偶联剂对氢氧化镁表面改性处理添加到有机高分子材料中取得了较好的效果,显著的提高了有机高分子材料的阻燃、抗酸等性能.改性后的氢氧化镁一般颗粒较大,很难在有机高分子材料中达到较好分散的效果.何昌洪、张密林等[4]人以氯化镁和氨水为原料制得了粒径100nm~ 150nm的纳米氢氧化镁,较小颗粒的氢氧化镁由于表面强极性很容易二次聚合,易胶结,洗涤过滤困难,而且收率较低.刘立华、宋云华等[5]人选择了几种常用的表面改性剂对纳米氢氧化镁进行湿法表面改性处理,降低了对有机材料机械力学性能的影响,但制备纳米氢氧化镁条件较为苛刻,工艺较为复杂. 本文首次通过把湿法制得纳米氢氧化镁并不将其从体系中分离,直接在水溶液体系中对其进行包裹改性处理,可以有效的防止了纳米氢氧化镁的二次聚合和胶结.同时通过对不同的试剂和反应条件进行试验,确定了制备纳米氢氧化镁阻燃剂的最佳工艺条件. 1 实验 1 1 主要原料和仪器 1 1 1 原料和试剂 氢氧化镁粉末(由青海镁业有限公司提供;d>10um);聚乙二醇(PEG),(分子量6000上海化学试剂采购供应站);硬脂酸,(大连大平油脂化学有限公司);硬脂酸钠,(常州市环琦贸易有限公司);十二烷基苯磺酸钠,(上海英鹏化学试剂有限公司);钛酸酯偶联剂,(南京能德化工有限公司);十二烷基硫酸钠、 收稿日期:2008-04-09 作者简介:王书海(1986-),男(汉族),江苏徐州人,2007级研究生,研究方向:材料添加剂研究.
硅烷偶联剂的使用(完整篇)
硅烷偶联剂的使用（完整篇） 一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选，并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及 CH2-CHOCH2O－的硅烷偶联剂；环氧树脂多选用含CH2－CHCH2O及H2N－硅烷偶联剂；酚醛树脂多选用含H2N－及H2NCONH－硅烷偶联剂；聚烯烃选用乙烯基硅烷；使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应；改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性；后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 二、使用方法 如同前述，硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理，即可将其亲水性表面转变成亲有机表面，既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性，通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是，硅烷偶联剂的使用效果，还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法，即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面；后法是将硅烷偶联剂原液或溶液，直接加入由聚合物及填料配成的混合物中，因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算 被处理物（基体）单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖，需先测定基体的Si－OH含量。已知，多数硅质基体的Si－OH含是来4-12个/μ㎡，因而均匀分布时，1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂，由于自身缩合反应，多少要影响计算的准确性。若使用Y3SiX处理基体，则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂，且覆盖耐水解性差，故无实用价值。此外，基体表面的Si-OH数，也随加热条件而变化。例如，常态下Si－OH数为5.3个/μ㎡硅质基体，经在400℃或800℃下加热处理后，则Si－OH值可相应降为2.6个/μ㎡或＜1个/μ㎡。反之，使用湿热盐酸处理基体，则可得到高Si－OH含量；使用碱性洗涤剂处理基体表面，则可形成硅醇阴离子。硅烷偶联剂的可润湿面积（WS），是指1g硅烷偶联剂的溶液所能覆盖基体的面积（㎡/g）。若将其与含硅基体的表面积值（㎡/g）关连，即可计算出单分子层覆盖所需的硅烷偶联剂用量。以处理填料为例，填料表面形成单分子
纳米级氢氧化镁阻燃剂
纳米级氢氧化镁阻燃剂的研究现状 氢氧化镁作为阻燃剂的阻燃机理为：氢氧化镁受热分解时，释放出H2O，同时吸收大量的潜热，这就降低了树脂在火焰中实际承受的温度，具有抑制高聚物分解和可燃性气体产生的冷却效应。分解后生成的MgO 是良好的耐火材料，也能帮助提高树脂抵抗火焰的能力，而且氢氧化镁的热分解温度高达340 ℃，因此，其阻燃性能十分优越。但普通氢氧化镁用于聚合物阻燃的主要缺点是阻燃效率低以及与基体的相容性差，要使材料的阻燃性能达到一定要求，氢氧化镁的添加量通常要高达50 %以上，这样会对材料的力学性能和加工性能影响很大，难以达到使用要求。为了使氢氧化镁能更好地用于塑料阻燃，国内外不少研究机构已成功地开发出了不同性能的氢氧化镁。美国Solem 公司开发出了分散性良好，加工温度可达332 ℃的优质氢氧化镁。日本协和化学工业自1973 年开始研究特殊大晶粒，低比表面积的氢氧化镁，1975 年研究成功。该机构最近又开发出了氢氧化镁薄片状粒子和纤维状结晶，但该项技术并未公开。大连理工大学也曾研制出晶粒尺寸大、比表面积小、具有优良阻燃性能的新型氢氧化镁。江苏海水综合利用研究所、兰州化学工业公司研究院以及中科院青海盐湖研究所等相继致力于研制特殊晶形的氢氧化镁阻燃剂。 应用研究表明：当加入的氢氧化物粒径减小到 1 μm 时，其阻燃聚合物体系的氧指数显著提高。不少文献报道随着粒径的减小，无机粒子对聚合物材料有增强增韧的作用。因此，超细化成为氢氧化镁阻燃剂的一个重要发展方向。在材料科学里面，人们将超细微粒子称谓纳米粒子，是一种介于固体和分子间的亚稳中间态物质。纳米氢氧化镁是指颗粒粒度介于1～100 nm 的氢氧化镁，作为一种纳米材料，它具有纳米材料所具有的共同特点，即小尺寸效应，量子尺寸效应，表面效应，宏观量子效应等，用它填充于复合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力学性能和其它性能。研究表明，采用纳米Mg(OH)2的塑料阻燃性能优于普通Mg(OH)2填充的塑料，具有更好的机械加工性，与含磷和卤素的有机阻燃剂相比，纳米氢氧化镁无毒，无味，且具有阻燃，填充，抑烟三重功能，是开发阻燃聚合物的理想添加剂，已受到人们的广泛关注。 姚佳良等研究了纳米氢氧化镁与微米氢氧化镁填充聚丙烯(PP)体系的阻燃性能、流动性能和力学性能。实验结果表明：添加相同质量分数Mg(OH)2时，纳米Mg(OH)2填充体系的阻燃性能要好于微米Mg(OH)2填充体系，并在填充量为60 %时达到V-0 级标准，且发烟量少，流动性能和力学性能也要好于微米Mg(OH)2填充体系。 1 制备方法 液相化学法是目前广泛采用的制备纳米氢氧化镁粉体的方法，已用于制备纳米Mg(OH)2的液相法有：直接沉淀法、水热反应法等。 1.1 直接沉淀法 直接沉淀法是在金属盐溶液中加入沉淀剂，仅通过沉淀操作从溶液中直接得到某一目标金属的纳米颗粒沉淀物，将阴离子从沉淀中除去，经干燥即可得到纳米粉体。常见的沉淀剂有NaOH、NH3.H2O、CO(NH2)2等。该法操作简便易行，对设备、技术要求不高，不易引入杂质，产品纯度高，有良好的化学计量性，制备成本较低；但产品粒度较大，粒度分布较宽。邱龙臻等以氯化镁、氢氧化钠为原料，采用表面活性剂包覆的溶液沉淀法制备出了不易团聚的纳米Mg(OH)2粉体，经透射电镜表征，其形态是短轴方向尺寸为6~9 nm，长轴方向尺寸为50~100 nm 的针状粒子。随着Mg(OH)2粒径的减小，光致发光光强度显著增强。将其以1︰1 的比例与EV A 混合，能很好地均匀分散在EV A 基体中，氢氧化镁几乎没有发生团聚现象。而且，EV A/纳米Mg(OH)2复合材料也表现出了优异的阻燃性能，该材料的
纳米氢氧化镁的制备
纳米氢氧化镁的制备 1 前言 氢氧化镁为新型镁质无机阻燃剂, 具有无毒、无烟、阻燃效果好等特点, 近年来已成为减烟、抑烟、阻燃等方面重要的无机阻燃剂。随着我国高分子合成材料工业快速发展及阻燃法规不断健全和完善, 对阻燃剂需求随之增加, 作为无毒、抑烟型的环保无机阻燃剂Mg( OH) 2 的需求更是十分迫切, 我国无机阻燃剂占整个阻燃剂用量的50% , 其中氢氧化镁阻燃剂 占无机阻燃剂30% 左右, 每年需要氢氧化镁阻燃剂9 万t, 但我国目前氢氧化镁阻燃剂年生产能力约为1. 3 万t , 故我国氢氧化镁发展潜力巨大[1~ 2] 。我国是镁矿资源大国, 具有得天独厚的资源优势和良好的市场前景。因此, 我国应改进Mg(OH) 2 现有生产工艺、规模化生产, 并加强Mg(OH) 2 应用研究, 以促进我国Mg ( OH) 2 阻燃剂的生产和发展。我国生产的氢氧化镁纯度低, 粒度分布较宽, 而目前国外都需要高纯微细氢氧化镁产品, 特别是 高纯纳米级的氢氧化镁产品, 用于各种高档复合材料的阻燃成分[ 3~ 4] 。纳米氢氧化镁是指颗粒粒度介于1~ 100 nm 的氢氧化镁, 作为一种纳米材料, 它具有纳米材料所具有的共性特点, 即小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子效应等, 用它充填于复合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力学性能和其它性能。 2 氢氧化镁与其他碱类的比较 质言之，氢氧化镁毕竟是一种“碱”，与其他传统碱相比当然是一种弱碱。具有独特的缓冲能力。氢氧化镁除在作为阻燃剂领域应用外，在其他领域应用特别是作为中和剂应用都基于这种特性。现将氢氧化镁比其他传统碱类物质所具有的优点综述如下。使用Mg(OH)2做中和剂时，溶液的pH值一般不会超过9，这恰好是美国环保局的“清洁水条例(CleanwaterAet)”中允许排放物pH值的最高限度[5]，而其他碱类物质一般都大于12;与用生石灰、消石灰不同，用Mg(OH)2中和含硫酸的液体时形成可溶性的硫酸镁，可作为硫镁肥代替水镁矾(Kieserite)，而用前者则会形成难溶的硫酸钙;Mg(OH)2中和能力强，中和同体积和同浓度的含酸废液，Mg(OH)2用量比通常碱的用量减少30%。由于中和速度慢，形成的砖泥致密，体积小，沉降快，过滤时间缩短，龄泥的处理和排人费用也比传统的处理方法减少30%，在温度零度时不结冰，从而可降低人工和维修费用。属弱碱性物质，作业处理和使用均安全可靠[6]。关于氢氧化镁的这些优点，国外有很多议论，如美国DOW化学公司氢氧化镁市场部经理Mark Tomik说:“这种化学品正在敦促越来越多的厂家对酸性液体进行处理时加以采用，以取代传统方法。他还说，用户通过使用氢氧化镁而不用其他碱类物质，在沉淀物处理和清除方面可节省60%的费用[5]。” 3 纳米氢氧化镁的制备技术[ 7] 3. 1 直接沉淀法 直接沉淀法制备纳米氢氧化镁是向含有Mg2+的溶液中加入沉淀剂, 使生成的沉淀从溶液中析出,最常见的是氢氧化钠法和氨法[ 8- 11] , 反应过程为: Mg2+ + 2NaOH Mg(OH)2 + 2Na+ ( 1) Mg2+ + 2NH3.H2O Mg(OH)2 + 2NH4+ ( 2) 直接沉淀法操作工艺简单, 控制反应条件可制得片状、针状和球形的纳米氢氧化镁粉体。东北大学林慧博等[7]研究了用NaOH 和MgC l2.6H2O制备纳米氢氧化镁的最佳工艺条件为:反应 温度80℃, 反应时间20 min, Mg2+ 和OH- 物质的量比为1 ：2 ,Mg2+ 浓度为0. 5 mol/ L, 制得产品粒径约为90nm的片状均匀分散的氢氧化镁。由于氨的挥发性较强, 所以氨法制备纳米氢氧化镁容易造成环境污染。但用氢氧化钠方法制备纳米氢氧化镁成本相对较高,而且制备分散性良好的纳米氢氧化镁所需反应条件苛刻。
氢氧化镁
氢氧化镁综合介绍 基本介绍： 氢氧化镁（化学式：Mg(OH)2、分子量58.32）是镁的氢氧化物，为白色晶体或粉末，难溶于水，广泛用作阻燃剂、抗酸剂和胃酸中和剂。氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，用于中和过多的胃酸和治疗便秘。水溶液，呈碱性。用做分析试剂，还用于制药工业。 物化性质： 白色晶体或粉末。水溶液呈碱性。2.36g/cm3。溶于稀酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。在水中的溶解度（18℃）为0.0009g/100g 。易吸收空气中的二氧化碳。在碱性溶液中加热到200℃以上时变成六方晶体系结晶。在350℃分解而成氧化镁和水。高于500℃时失去水转变为氧化镁。沸水中碳酸镁可转变为溶解性更差的氢氧化镁。粒径1.5-2μm ，目数10000,白度≥95。 生产工艺： 1、水镁石磨细法 由于由天然水镁石磨细生产氢氧化镁只是一个物理过程，因此需要较纯净的天然水镁石资源。天然矿物水镁石的主要成分是氢氧化镁, 是一种层状结构的氢氧化物, 属于三方晶系, 常见的构造有块状、球状及纤维状, 是迄今自然界发现的含镁量最高的一种矿物。水镁石磨细法制备氢氧化镁, 是将水镁石粉碎成水镁石粉 ( 150μm ) , 再将水镁石粉气流粉碎至 1~ 26μm 粉体 ( 由表面活性剂改性的氢氧化镁 ) 。该氢氧化镁制造工艺简单, 价格也较低。该方法生产的是重质氢氧化镁。 2、化学合成法 化学合成法是利用含有氯化镁的卤水、卤矿等与苛性碱类物质在水介质中反应, 生成氢氧化镁浆料, 经过滤、洗涤、干燥制得氢氧化镁。化学合成法中应用较多的方法包括氢氧化钙法、氨法、氢氧化钠法。采用这些方法生产的是轻质氢氧化镁。氢氧化钙法又称石灰乳法, 是以 Ca(OH)2为沉淀剂, 是一种传统的制备 方法。该法优点是原料易得, 生产工艺简单, 成本较低。但是, 由于所得产品粒度小 (可达 0. 51μm 以下) , 聚附倾向大, 难于沉降、过滤及洗涤, 并且易吸附硅、钙、铁等杂质离子，因此产品纯度低, 只适用于对纯度要求不太高的行业, 如烟气脱硫和酸性废水中和等。 氢氧化钠法是采用氯化镁水溶液与烧碱反应制备氢氧化镁。该方法优点是操作简单, 产物的形貌、粒度分布及纯度、晶体结构均易于控制, 适宜制备高纯微细产品。但是, 烧碱的使用会使成本增大；另外, 由于粒度较细, 过滤有一定困 难。用氢氧化钠沉淀卤水生成碱式氯化镁沉淀, 如果要得到氢氧化镁需要在高压 釜中再进行水热处理, 使之转化成氢氧化镁晶体。由于氢氧化钠是强碱, 如果条件控制不当会使生成的氢氧化镁形成胶体, 给产物性能的控制带来困难, 同时 也易带入较多的Na 和 Cl 。与氨法比较, 该方法的母液回收不如氨法容易。 + - +
氢氧化镁总结资料
中国镁矿分布 1.1概述 镁矿资源主要来源于菱镁矿、含镁白云岩、盐湖区镁盐以及海水等。我国是世界上镁矿资源最为丰富的国家之一，总储量占世界的22.5%，居世界第一。 我国已探明菱镁矿储量34亿吨，居世界之首；含镁白云石资源储量达40亿吨以上；我国4大盐湖区蕴藏着丰富的镁盐资源，其中，柴达木盆地内大小不等的33个卤水湖、半干涸盐湖和干涸盐湖镁盐资源储量60.03亿吨。 1.2菱镁矿资源分布 我国菱镁矿资源丰富、质地优良，主要分布在河北、辽宁、安徽、山东、四川、西藏、甘肃、青海、新疆等9个省区，其中以辽宁省资源储量最大，占全国总储量的85.62%，其次是山东，占全国总储量的9.54%。储量稍大的还有西藏、新疆和甘肃等省区。 我国菱镁矿以镁质碳酸盐地层中层控晶质菱镁矿类型为主，这种矿床规模大，质量优良，工业价值大。成矿时代较多，主要有太古宙、元古宙、泥盆纪和三叠纪，其中以元古宙成矿期最为重要。从大地构造位置上看，层控菱镁矿矿床主要分布于中朝准地台的胶辽台隆（辽宁省营口大古桥至海城一带、山东省掖县一带），其余为山西隆起（河北省邢台县）华北断坳（安徽省霍丘县），祁连山褶皱祁连山间隆起带（甘肃省肃北县）、扬子准地台四川台坳（四川省甘洛汉源地区）、冈底斯-念青唐古拉褶皱系那曲褶皱带（西藏自治区类乌齐县）和天山褶皱系南天山冒地槽褶皱带（新疆维吾尔自治区和靖县）。 1.3含镁白云岩 含镁白云岩是以白云石为主要组份的碳酸盐岩，白云石含量约占95%，方解石含量小于5%。白云石成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代。白云石在自然界分布广泛，按成因分类，白云岩矿床主要有热液型和沉积型两种。 1.3.1热液型白云岩矿床 热液型白云岩矿床一般与前寒武系特别是元古宇镁质碳酸盐岩有关，少数为古生界，成矿时代具有多期多阶段性，一般在区域变质的基础上叠加多次热液作用。常见的矿床组合主要为白云岩+滑石+菱镁矿组合，白云岩一般呈滑石矿、菱镁矿的顶底板或夹层产出，由于该地区菱镁矿矿石质优量大，因此，并没有把白云岩看作矿床。此类组合包括了我国绝大部分的大中型菱镁矿矿床和大部分的大中型滑石矿床，矿石质量好，开采容易。该组合矿床主要在辽东、胶东地区广泛发育。
硅烷偶联剂的使用方法
一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选，并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O－的硅烷偶联剂；环氧树脂多选用含CH2－CHCH2O及H2N－硅烷偶联剂；酚醛树脂多选用含H2N－及H2NCONH－硅烷偶联剂；聚烯烃选用乙烯基硅烷；使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应；改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性；后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 二、使用方法 如同前述，硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理，即可将其亲水性表面转变成亲有机表面，既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性，通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是，硅烷偶联剂的使用效果，还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法，即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面；后法是将硅烷偶联剂原液或溶液，直接加入由聚合物及填料配成的混合物中，因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算 被处理物（基体）单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖，需先测定基体的Si－OH含量。已知，多数硅质基体的Si－OH含是来4-12个/μ㎡，因而均匀分布时，1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂，由于自身缩合反应，多少要影响计算的准确性。若使用Y3SiX处理基体，则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂，且覆盖耐水解性差，故无实用价值。此外，基体表面的Si-OH数，也随加热条件而变化。例如，常态下Si－OH数为5.3个/μ㎡硅质基体，经在400℃或800℃下加热处理后，则Si－OH值可相应降为2.6个/μ㎡或＜1个/μ㎡。反之，使用湿热盐酸处理基体，则可得到高Si－OH含量；使用碱性洗涤剂处理基体表面，
氢氧化镁阻燃剂的湿法改性研究
氢氧化镁阻燃剂的湿法改性研究 刘建华,郝在晨,梁金龙 (山东海化集团有限公司,山东潍坊262737) 摘要:用湿法改性工艺对氢氧化镁阻燃剂进行了改性研究。在氢氧化镁乳液中加入改性剂和抗流失剂对氢氧化镁实施改性,测试了改性后的氢氧化镁性能。结果表明:抗流失剂的加入有效地防止了改性剂的流失,改性后的氢氧化镁表面亲油疏水,粒径和吸油值均减少。将改性后的氢氧化镁填充于E VA塑料体系中研究其材料的各项性能,发现经湿法改性的氢氧化镁可以显著提高E VA塑料的力学性能和阻燃性能。 关键词:氢氧化镁;湿法改性;阻燃剂 中图分类号:T Q132.2文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2005)06-0050-02 Stud i es on wet m od i f i ca ti on of fl am e ret ardan tM g(O H)2 L iu J ianhua,Hao Zaichen,L iang J inl ong (S handong Ha ihua Group Co.,L td.,S handong W eifang262737,Ch ina) Abstract:The wet modificati on of fla me retardantM g(OH) 2 is studied,in which the modifier and anti-bleeding agent are added in the Mg(OH)2slurry.The perfor mance ofM g(OH)2after modified is deter m ined.The results show that anti-bleeding agent can reduce bleeding rate of the modifier,the modified Mg(OH)2is hydr ophobic and both oil abs or p ti on value and the average dia meter of the particle are reduced.W hen the modified M g(OH)2is filled in the E VA p lastic syste m,the mechanical p r operties and fla me retardati on p r operty of the E VA p lastics can be re markably i m p r oved. Key words:Mg(OH) 2 ;wet modificati on;fla me retardant 氢氧化镁作为阻燃剂,其阻燃、无毒、抑烟、热稳定性高的特性日益引起人们的广泛关注。由于氢氧化镁属于无机物,具有亲水性,在高分子材料中的分散性差,因此,必须对氢氧化镁进行改性处理。氢氧化镁改性可分为干法和湿法:干法改性工艺简单,但改性效果不好;湿法改性效果好,但存在着改性剂随水流失、成本上升的问题[1]。本文对氢氧化镁的湿法改性工艺进行了研究,解决了改性剂流失问题,得到了与高分子材料相容性良好的氢氧化镁阻燃剂。 1 实验 1.1 主要原料和仪器 氢氧化镁,脂肪酸改性剂,抗流失剂,EVA40W。激光粒度测试仪,S A-CP3型;机械拉伸实验机,LJ -500N型;氧指数测定仪,DRK-YZY型。 1.2改性方法 在3L烧杯中加入定量一定浓度的没有改性的氢氧化镁乳液,升温至90℃,开动搅拌器,搅拌10m in,加入定量的改性剂,保温搅拌30m in后加入一定量的抗流失剂,继续搅拌1h,过滤,烘干,备用。2 结果与讨论 2.1改性剂流失控制 将计量的改性后氢氧化镁放入烧杯中,加入过量的盐酸后煮沸,过滤、洗涤,将滤出物烘干、称重,即为改性氢氧化镁实际含有的改性剂。 实验表明,未加抗流失剂的改性氢氧化镁含有的改性剂只相当于改性剂加入量的70%。当加入抗流失剂后,改性剂的流失明显减少,当抗流失剂的加入质量为改性剂的20%时,改性剂不再流失。这是因为湿法改性所用的改性剂是水溶性的,部分没有被氢氧化镁吸附的改性剂将随过滤流失,而抗流失剂可以和改性剂形成水不溶的鏊合物,避免了流失,提高了改性剂的利用效率。 2.2改性氢氧化镁的表面性质 2.2.1亲油性的变化 氢氧化镁亲油性的变化可以用在水中的沉降量表示,见表1。由表1可知,氢氧化镁随改性剂加入量增大,在水中沉降量明显减少,当100g氢氧化镁加入6g改性剂时,几乎不产生沉淀。这是由于改 05 无机盐工业 I N ORG AN I C CHE M I CALS I N DUSTRY 第37卷第6期 2005年6月
新型无机阻燃剂氢氧化镁
新型无机阻燃剂氢氧化镁 简介：氢氧化镁属于填加型阻燃剂,受热分解释放出水气,同时吸收了大量的热量,可以降低材料表面的温度,使得聚合物降解的速度放慢,随之小分子可燃物质的产生也减少。释放出来的水气稀释了表面的氧气,使燃烧难以进行。氢氧化镁在材料表面形成炭化层,阻止氧气和热量的进入,并且氢氧化镁分解生成的氧化镁是高级耐火材料,所以当燃烧源消失,火就自动停止,起到阻燃的效果。由于氢氧化镁阻燃作用主要发生在聚合物降解区,减少可燃物的产生,而对预燃区作用很少,可燃物的完全燃烧影响很小,产生的烟雾也减少,并且氢氧化镁可以冲淡和吸收烟雾,所以氢氧化镁具有减烟效果。 1、氢氧化镁阻燃剂的特点 氢氧化镁Mg(OH)2,白色固体粉末,不溶于碱性物质,受热分解为氧化镁和水,加热到340℃时开始分解,430℃时分解速度最快,到490℃时完全分解。氢氧化镁晶体属于2价金属水合物族,晶体结构是层状的CdI2型,形成连续的六边形,Mg2+层和OH-层互相重叠,每个镁离子被6个氢氧根离子配合从而形成Mg(OH)6八面体。标准状态下：Mg(OH)2(s)MgO(s)+H2O(g)△H=mol同样作为无机阻燃剂,氢氧化镁与氢氧化铝相比具有很多优点：①氢氧化铝热分解温度为245~320℃,与氢氧化镁分解温度340~490℃相比,有效使用范围低,适合用于加工温度比较低的树脂如ABS、丙烯酸树脂和环氧树脂等。氢氧化铝由于分解温度较低,其中部分结晶水在材料加工时已经分解,易使制品多泡、多孔,自身的阻燃效果也下降。而氢氧化镁能使得被填加的材料承受更高的加工温度,有利于加快挤塑速度,缩短模塑时间。而且氢氧化镁的分解能比氢氧化铝大、热容高,能够吸入更多的热量,阻燃效果更好[2]。②氢氧化镁的粒度比氢氧化铝小,对材料加工设备磨损小,有利于延长设备的使用寿命。③氢氧化镁的减烟效果
硅烷偶联剂
Unitive@ silane coupling agents MP-320 2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷 2,3-epoxypropyl trimethoxy silane ·环氧官能团偶联剂，提供可稳定储存且不泛黄1的粘接促进效果，适宜作为聚硫、聚氨酯、环氧、丙烯酸类密封剂和胶黏剂的粘合促进剂 ·可显著提高涂料、油墨对玻璃、金属、陶瓷等无机材料的附着力和耐水性。 ·改善环氧树脂电子材料、灌封料、印刷电路板的电气性能，尤其是湿态电气性能。 ·作为无机填料的表面处理剂，适用于硅微粉、玻璃微珠、氢氧化铝、陶土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、石英粉、金属粉末等。
MP-321 氨基官能团三甲氧基硅烷 Aminofunctional trimethoxysilane · 是一款强附着性多功能Adherant 附着力促进剂， 为一种含有氨基官能团硅烷偶合物。 · 针对特定的镁、铝、铁、锌等复合金属材料、氧 化涂层的涂覆和黏合的要求而设计。 · 更适用于接着剂、弹性体、填缝剂，油墨等，以 提高长时间的优良附着性涂膜耐水性、防蚀性与抗盐雾性。 · 对环氧树脂、酚醛、三聚氰胺、丙烯酸、聚氨酯、 有机硅等有优异的相容性，高温烘烤260℃不影响光泽度及色彩的鲜艳性。 MP-383 巯基官能团硅烷偶联剂 (3-Mercaptopropyl)trimethoxy silane · 随着巯基官能团的引入使得其具有碳碳双键的光聚合反应，与树脂体系产生双重交联固化。巯基官能团还可与聚 氨酯树脂发生亲核加成反应，在光固化和双组份交联固化体系作为金属表面保护剂具有特殊功效。 · 用其处理金、银、铜等金属表面，可增强其表面的耐腐性、抗氧化性以及耐水性和耐老化性、增加其与树脂等高 分子的粘接性。 · 用于处理白炭黑，炭黑，玻璃纤维、云母等无机填料，能有效提高橡胶的力学性能和耐磨性能等。 MP-397 异氰酸酯基硅烷偶联剂 3-Isocyanatopropyltrimethoxysilane · 在涂料、油墨、粘合剂中作为交联剂和助粘剂使用。出众的湿性粘附性能在玻璃、金属和其他无机基底上广泛应 用；还可以较好的附着于难以粘附的有机材料，如尼龙和其他塑料产品。 · 在大气湿度存在下可以快速水解，不黄变且具有非常好的热稳定性、化学稳定性和UV 稳定性。 · 适合的聚合物：丙烯酸类、硅树脂类(Si)、PU-预聚物等。 MP-328 乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷 Vinyl tris(2-methoxyethoxy) silane · 特殊的乙烯基硅烷偶合物，对各类塑 胶、金属、玻璃及其他无机材料具有持久的湿膜和干膜附着力。 · 可明显增强涂膜的耐湿热、水煮和盐 雾性能，在气干性塑胶涂料及UV 光固化体系同样有效。 · 优异的储存稳定性在各类涂料，油 墨，胶黏剂中有广泛的应用。
氢氧化镁阻燃剂现状及前景
氢氧化镁阻燃剂现状及发展前景 发布日期：2010-06-15 浏览次数：5 本文综述了无机添加型氢氧化镁阻燃剂国内外生产现状。汇集了国外主要的氢氧化镁阻燃剂生产厂家，以及生产厂家的生产规模和原料来源，并提出了从合成法和天然矿石加工法制取氢氧化镁阻燃剂的近期研究开发动向。 1前言 据统计，1989年世界阻燃剂消耗量达45万吨，其中无机物占一半以上，仅次于增塑剂。在无机阻燃剂中，氢氧化镁阻燃剂由于无毒、无烟、阻燃效果良好，自1980年以来已成为以减毒、抑烟为目标的阻燃研究领域较为活跃的研究课题，受到人们的广泛关注。 氢氧化镁受热分解时释放出结合水，同时吸收大量的潜热，这就降低了由它所填充的合成材料在火焰中的实际温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体的冷却作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料抗火的性能，这就是氢氧化镁具有阻燃性能的根本原因。氢氧化镁的热分解温度始于340℃，在490℃分解完全。在与热塑性树脂混炼加工过程中是稳定的。就加工的稳定性和难燃性而言，在目前推广的添加型阻燃剂中，氢氧化镁是一种比较理想的阻燃材料。此外，氢氧化镁还具有在燃烧初期发烟抑制作用，这一性能具有极其重要的意义。 氢氧化镁做为一种正式的无机化工产品，到目前为止尚未引起国人的足够重视，其实，该产品近几年来在国外受到广泛的关注。除做为阻燃剂外，应用领域在不断扩展，在诸如工业含酸废水中和处理，烟气脱硫，重金属脱除，水处理等领域较之传统的处理剂(石灰、烧碱、纯碱等)具有无可争议的优越性。加之氢氧化镁不具腐蚀性，PH值较低(仅9. 0 )，使用处理上安全可靠。因此，无论是合成法生产氢氧化镁还是天然资源加工法生产氢氧化镁，近年来均有较快的发展。做为镁质阻燃剂仅仅是氢氧化镁众多应用中的一项应用而已。 随着国内水镁石(天然氢氧化镁矿，Brucite )资源的不断发现(陕西、吉林、辽宁已发现三处具有工业开采价值的矿床)，其开发利用工作已越来越受到人们的重视。做为综合利用项目之
复合偶联剂改性和KH
复合偶联剂改性和KH-560改性硅微粉的性能对比 【摘要】本文着重介绍了通过复合硅烷偶联剂和KH-560硅烷偶联剂进行表面处理后的硅微粉，在与环氧树脂混合后，通过多种性能的试验、分析、对比，结果表明，复合硅烷偶联剂改性的硅微粉性能优于KH-560单一改性的硅微粉。 【关键词】复合改性KH-560 硅微粉性能 目前，国内生产偶联化活性硅微粉的企业，主要以传统的生产工艺和KH-560单一硅烷偶联剂进行硅微粉表面处理改性，其质量难以控制，活性硅微粉作为环氧树脂配方设计中的功能性填料，其质量好坏将直接影响到环氧树脂固化物的机械性能、物理性能、电气绝缘性能填料加入量，而填料加入量的多少又直接影响到环氧树脂固化物的收缩率、内应力和生产成本。 本公司在以KH-560硅烷偶联剂生产偶联化活性硅微粉的基础上，又研究、开发设计了复合硅烷偶联剂以单分子的形态，进行硅微粉表面处理改性，从而彻底改变了传动比诉活性硅微粉简单包覆生产工艺。复合硅烷偶联剂扆性硅微粉颗粒，除保留了单一KH-560改性硅微粉的一切特性外，在活性度、抗沉降性、低吸水率、久置不易水解、填充量增大等方面，都得到不同程度的提高。复合硅烷偶联剂改性硅微粉能与多种环氧树脂有较好的相容、亲和、浸润性，在进行环氧树脂配方配制工艺过程中，受温度、时间影响较小，能保持硅微粉颗粒在环氧树脂配方体系混合物中分布均匀，无分层现象；同时，既不促进也不阻滞醉体系的反应，仍保持原有的环氧树脂配方体系的生产工艺，从而充分展现了复合改性硅微粉的活性度和应用效果。 一、复合改性粉与KH-560单一改性粉性能评价 用同一颗粒组合的硅微粉，分别用复合硅烷偶联剂及KH-560硅烷偶联剂进行表面处理改性，对改性后的活性硅微粉进行憎水性、沉降率、吸水率、粘度、浸润性、吸油率及机械强度等性能的测试，性能评价如下： 1.憎水性：活性硅微粉憎水时间的长短是检验硅烷偶联剂与硅微粉颗粒包覆牢固及紧密程度的标志，憎水时间长，活性度好，能使硅微粉在环氧树脂混合料中保持颗粒分布均匀不分层；反之，会引起颗粒在环氧树脂混合料中上下分布不均，从而影响制品机械强度。 两种活性硅微粉憎水性的检测方法相同：用1000ml的烧杯装800ml水，取5g粉，60目样筛过筛，憎水性见表1。 表1 两种活性硅微粉憎水性 填料复合改性硅微粉单一改性硅微粉备注 时间＞8h ≥40min 单一改性硅微粉开始有细粒下降至40min沉完
硅烷偶联剂改性
改性剂用量对沉降体积的影响改性剂用量与沉降体积的关系曲线，见图1。从图1可看出，沉降体积随着改性剂用量的增加而增加，但是提高幅度不是很大。在实际应用中真正起到改性作用的是少量的改性剂所形成的单分子层，因此过多的增加改性剂的用量是不必要的，不仅会在粒子间搭桥导致絮凝，使稳定性变差，而且还增加不必要的经济付出。实验所选择的硅烷偶联剂的用量在1%~2%。 2.2 改性时间对沉降体积的影响实验结果见图2。从图2可看出，当改性时间为10min时，沉降体积达到极大值，然后随着改性时间的增加，沉降体积缓慢下降。在改性时间为30min 和60min时，均保持在一个相对稳定的水平。但是改性时间为40min时出现异常，沉降体积大幅度下降。硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性，理论上以化学键合作用为主，改性效果不会出现较大的变化，出现异常的原因还有待进一步的研究。 2.3 改性温度对沉降体积的影响采用硅烷偶联剂作为改性剂时，为了保证较好的改性效果，需要确定适宜的表面改性温度。改性温度对沉降体积的影响，见图3。从图3可看出，沉降体积随改性温度的增加而增加。当温度升高至90℃时，沉降体积达到最大值14.4ml。继续提高温度，则沉降体积下降。因此，改性剂对高岭土的最佳改性温度为90℃。 沉降性能分析称取2g改性前后的纳米高岭土，置于50ml液体石蜡中，磁力搅拌10min，倒入刻度试管，静置观察沉降性能。纳米高岭土在液体石蜡中的沉降体积随时间的变化关系，见图4。从图4可看出，未经改性的纳米高岭土由于表面具有亲水性，在有机相中倾向于团聚，大粒子沉降较快，小粒子被沉降较快的大粒子所夹带，所以在开始的时间内沉降很快，沉降速度随时间增加逐渐减慢；而高岭土经过改性处理后，表面呈现亲有机性，在有机相中倾向于分散均匀，所以在开始的时间内沉降速度较未改性高岭土慢。 随着沉降时间的增加，沉降体积均达到平衡。未改性高岭土的平衡沉降体积为13.4ml，而经过硅烷偶联剂改性处理后，样品的平衡沉降体积为21.3ml。在相同的实验条件下，沉积物的体积变大，说明改性高岭土在液体石蜡中的分散性和稳定性提高。 2.5 FT-IR分析硅烷偶联剂改性前后的纳米高岭土的红外吸收光谱，见图5。从图5可看出，改性处理后，高岭土在2800cm-1~3000cm-1之间出现的微弱峰是-CH3 和-CH2 的伸缩振动吸收峰；在1120cm-1 ~1000cm-1之间的Si-O和Si-O-Si振动吸收区变宽，这是由于硅烷偶联剂与高岭土表面形成的R-Si-O-Si与高岭土的Si-O-Si振动吸收带重合所致；出现在1034cm-1处的Si-O的伸缩振动吸收峰移至1036cm-1处；在3670cm-1处的微弱的OH吸收峰消失，这是表面官能团化学键的振动模式受到影响的结果。上述吸收峰的变化均说明硅烷偶联剂与高岭土发生了化学键合作用。 从表1可看出，硅烷偶联剂改性后，高岭土表面O元素的含量下降15.92%，C元素的含量为17.03%，而Si和Al元素的含量变化不大。硅烷偶联剂改性前后纳米高岭土的C1s价带谱图，见图7。从图7可知C1s峰发生偏移，在287.5eV附近出现C-O峰，另外，硅烷偶联剂引入了Si元素，其特征峰发生偏移，从102.35eV移至102.85eV，上述现象均说明硅烷偶联剂对于纳米高岭土的改性不是一种物理吸附而是一种化学键合作用。