氫氧化鎂，不單單是阻燃劑

氫氧化鎂作為一種阻燃材料，有很多優(yōu)點(diǎn)：


(1)氫氧化鎂的分解溫度高，燃點(diǎn)比氫氧化鋁高，提高聚合物材料加熱溫度；


(2)燃燒脫水后生成的MgO是一種耐火材料，并且是一種堿性氧化物，可吸收酸性氣體；


(3)吸熱能力強(qiáng)，阻燃效率高；


(4)成本低，易在不同高分子材料中加工。
近年來(lái)，氫氧化鎂作為一種綠色環(huán)保阻燃劑，應(yīng)用量非常之大。




氫氧化鎂的制備




制備氫氧化鎂最需要控制的兩個(gè)方面：（1）過(guò)濾性能，如果氫氧化鎂料漿沉降性能差，就會(huì)影響洗滌和分離操作過(guò)程，導(dǎo)致氫氧化鎂合成周期延長(zhǎng)，并且會(huì)影響氫氧化鎂的產(chǎn)量；（2）控制形貌，因?yàn)榫哂幸?guī)整形貌的氫氧化鎂阻燃效果較好，因此需要采用合適的生產(chǎn)方法和工藝條件才能達(dá)到要求。




氫氧化鎂的主要生產(chǎn)工藝有直接沉淀法、含鎂礦石磨細(xì)法、氧化鎂水化法等。


直接沉淀法


目前合成氫氧化鎂的方法很多，其中最多使用的方法是沉淀法，由于其價(jià)格低廉和簡(jiǎn)單易操作，易于控制晶體形貌。在沉淀法中，主要是鹽溶液沉淀，通常使用強(qiáng)堿，如氨水或氫氧化鈉，鎂鹽中使用最廣泛的是氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂，有機(jī)鎂鹽乙酸鎂也偶爾被使用。






直接沉淀法中的氨法制備氫氧化鎂分為一步法和連續(xù)沉淀法，連續(xù)沉淀法實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，降低了生產(chǎn)成本，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。






水熱法






用水熱反應(yīng)能有效地控制氫氧化鎂的形貌與尺寸，產(chǎn)物的性質(zhì)主要取決于前驅(qū)體鎂鹽的種類，溶劑和反應(yīng)過(guò)程溫度的控制；產(chǎn)品的形貌主要取決于溶液的 pH 和反應(yīng)的溫度。通過(guò)調(diào)節(jié) pH 的大小，合成氫氧化鎂的形貌納米花型、針狀，片狀和球形。


水熱合成的優(yōu)點(diǎn)是可獲得比表面積大于100m2/g 的氫氧化鎂。缺點(diǎn)是在工業(yè)上使用高溫高壓，成本較高。


聲化學(xué)合成法


聲化學(xué)方法是使用頻率在20kHz-10MHz范圍內(nèi)的超聲波，引發(fā)微胞的形成和塌陷，且在高溫高壓下產(chǎn)生活性位點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法相比較，此方法是在極限條件下發(fā)生，能夠極大地增加反應(yīng)的速率，生成形貌更加均一的小晶體。聲化學(xué)合成的特點(diǎn)是通過(guò)改變反應(yīng)介質(zhì)可以產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)類型的材料。


溶膠-凝膠法


溶膠-凝膠法是將高活性金屬化合物作為前驅(qū)體，液相混合，進(jìn)行水解、發(fā)生縮合，生成金屬氫氧化物。形成穩(wěn)定的透明溶膠，經(jīng)陳化緩慢聚合，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)過(guò)程中失去溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過(guò)后續(xù)的干燥、燒結(jié)制備納米材料。


此方法反應(yīng)的過(guò)程為前驅(qū)體分散溶解，水解生成單體，發(fā)生聚合，生成溶膠，經(jīng)過(guò)干燥和熱處理等工藝，制備納米氫氧化鎂材料。


氫氧化鎂的用途


氫氧化鎂的用途非常廣泛，阻燃領(lǐng)域和環(huán)保領(lǐng)域是氫氧化鎂應(yīng)用的主要領(lǐng)域。此外，由于氫氧化鎂漿料具有較高活性、吸附性能好，調(diào)節(jié)方便可控制，氫氧化鎂又可以作為中和劑用以酸性廢液和富硫氧化物處理，重金屬脫除、改善土壤的酸性，還可以作為抗酸劑用于藥劑學(xué)，肥料添加劑等。


阻燃方面的應(yīng)用


氫氧化鎂是一種重要的無(wú)鹵環(huán)保綠色阻燃劑，阻燃機(jī)理為生成穩(wěn)定的涂覆層氧化鎂和水蒸氣，阻燃效率較低，要達(dá)到良好的阻燃效果其添加量一般要高達(dá)50%~60%，而此時(shí)阻燃復(fù)合材料的力學(xué)性能及加工性能嚴(yán)重下降，而通常采取的方法就是對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行表面改性及氫氧化鎂協(xié)同增效阻燃。


氫氧化鎂阻燃劑不僅可以單獨(dú)使用，還可以與其他協(xié)效劑結(jié)合起來(lái)使用，比如氫氧化鎂/紅磷、氫氧化鎂/硼酸鋅、氫氧化鎂/碳納米管和氫氧化鎂/炭黑等。氫氧化鎂的協(xié)同阻燃不僅會(huì)獲得更好的阻燃效果，還可以減少阻燃劑的用量，從而降低成本。


環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用


（1）含酸廢水處理
氫氧化鎂中和反應(yīng)速度慢，中和反應(yīng)后產(chǎn)生的顆粒粒徑較大且很快沉降。氫氧化鎂在含酸廢水的處理中能夠?qū)崿F(xiàn)操作工序的簡(jiǎn)化和操作時(shí)間的減少、可控性好、處理成本的降低。


（2）重金屬脫除
由于氫氧化鎂顆粒比表面積大，具有較強(qiáng)的吸附能力，能夠從工業(yè)廢水廢液中除去危害環(huán)境的Ni2+、Cd2+、Mn2+等重金屬離子，其他的重金屬元素如 Mo、Co、Fe、W 和 V 等也可以用氫氧化鎂、輕燒氧化鎂或碳酸鋁鎂加以脫除。
（3）煙氣脫硫
目前比較成熟的脫硫技術(shù)將近20幾種，其中氫氧化鎂法脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，將來(lái)具有良好的發(fā)展前景。氫氧化鎂脫硫的工藝優(yōu)點(diǎn)主要有脫硫效率高、投資費(fèi)用少，運(yùn)行費(fèi)用低、綜合效益高、運(yùn)行可靠及不產(chǎn)生二次污染。


氫氧化鎂作為阻燃劑具有各方面的優(yōu)異性能，其應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣泛。并且氫氧化鎂具有價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)，為工廠生產(chǎn)節(jié)約了成本。通過(guò)輕燒鎂粉制備氫氧化鎂，提高了產(chǎn)品的附加值，實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用，能有效增強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。