[发明专利]氢氧化镁

说明书

技术领域

本发明涉及制造氢氧化镁(Mg(OH)₂)的方法以及所述氢氧化镁的用途，特别是作为阻燃剂在如电缆等物品中的用途。

背景技术

氢氧化镁被广泛地用作阻燃剂。但是，天然氢氧化镁(水镁石)矿藏非常稀少并且经常受到纤维矿石的污染，纤维矿石中有一些(如石棉)会带来严重的健康风险。当前的合成形式的氢氧化镁较为昂贵，因此对于制造适合用作阻燃剂的氢氧化镁的替代且具成本效率的方法存在持续需求。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种制造氢氧化镁的方法，所述方法包括：

煅烧碳酸镁的矿源以形成氧化镁；和

使氧化镁在水中熟化；

如果所述碳酸镁的矿源还含有碳酸钙的矿源，则在于水中熟化之前将煅烧进行至形成少于约20重量％的氧化钙。

适当的碳酸镁的矿源包括白云石、菱镁矿、水菱镁矿和碳酸钙镁石。白云石是碳酸钙镁(CaMg(CO₃)₂)，而菱镁矿是MgCO₃。水菱镁矿具有化学式Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O，而碳酸钙镁石具有化学式CaMg₃(CO₃)₄。

同样地，本发明提供了一种制造氢氧化镁的方法，所述方法包括：

煅烧菱镁矿或水菱镁矿以形成氧化镁；和

使氧化镁在水中熟化。

本发明还提供了一种制造氢氧化镁的方法，所述方法包括：

煅烧白云石或碳酸钙镁石以形成氧化镁；和

使氧化镁在水中熟化；

并且其中在于水中熟化之前将煅烧进行至形成少于约20重量％的氧化钙。

熟化后，可以将氢氧化镁从水中分离出来并干燥。

根据本发明的另一个方面，可以将本发明的上述方面制得的氢氧化镁与一种或多种其他微粒状无机材料合并，从而形成适于与聚合物混合以形成填充聚合物的微粒状填充材料。

根据本发明的又一方面，本发明前述方面的方法可以包括还将氢氧化镁(可选的是与一种或多种其他微粒状无机材料混合的氢氧化镁)与聚合物混合以形成填充聚合物。

根据本发明的再一个方面，可以将填充聚合物成型为物品。适当的物件包括电气产品用鞘、涂层或外壳。

根据本发明的另一个方面，本发明的前述方面的方法可以还包括将氢氧化镁(可选的是与一种或多种其他微粒状无机材料混合的氢氧化镁)与阻燃性理想的不同于聚合物的材料混合，然后将其成型为如地板、工作台面和石膏板等物品。石膏板也可以称作墙板。

在其中形成少于约20重量％氧化钙的本发明的那些方面中，所述百分比系基于煅烧后存在的固体总重量。例如形成少于约15重量％的氧化钙；例如形成少于约10重量％的氧化钙。优选的是，煅烧后且于水中熟化前基本不形成氧化钙。例如，基于煅烧后存在的总固体，煅烧后存在约5重量％以下的氧化钙，优选少于约4重量％、例如少于约3重量％、例如少于约2重量％或少于约1重量％。这些量可以通过分析熟化产物中氢氧化钙的量来确定，因为熟化过程中所有氧化钙都转化为氢氧化钙。

用于确定熟化产物中氢氧化钙的适当方法是将差示扫描量热法和热重分析(DSC/TGA)联用。这种装置的实例为由德国Netzsch公司制造的STA409EP。

该分析使测试样品在空气中进行受控加热，所述受控加热在25℃～1200℃的范围内以10℃/分钟的速率进行。对通过煅烧和随后熟化白云石样品制得的材料进行试验，获得的输出结果的实例如图1所示。

参见图1，DSC曲线(粗线)在457.3℃的峰对应于氢氧化钙的热分解，所述热分解释放水。由TGA曲线(细线)算得分解过程所引起的质量损失为1.41重量％。

氢氧化钙的热分解的化学计量研究使得可以计算分解的理论质量损失。因此，在以下实例中，检测到的1.41重量％的质量损失对应于煅烧样品中存在4.39重量％的氧化钙。

Ca(OH)₂→CaO+H₂O

74g    →56g+18g

100％  →75.68％+24.32重量％.

具体实施方式

碳酸镁的来源