[发明专利]一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂及其制备方法。制备方法包括以下步骤：1)将浓度为0.1～1.5mol/L的可溶性碳酸盐水溶液以1～50mL/min的速率滴加到匀速搅拌的浓度为0.1～1.5mol/L的六水合氯化镁水溶液中；2)将步骤1)所得混合液置于烘箱熟化，熟化温度为50～90℃，时间为0.5～5h；以及3)将步骤2)所得混合液进一步过滤，洗涤，30～100℃下干燥30～60min，制得一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂，其化学式为Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O。根据本发明提供的微纳米碱式碳酸镁阻燃剂，制备工艺无需使用有机溶剂，绿色环保，阻燃效果优异，抑烟效果良好。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，更具体地涉及一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂 及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，高分子聚合物的应用规模不断扩大，这类物质多 具易燃特性，导致火灾的隐患日益凸显，近些年来，大型火灾事件频发，而 火灾的致死诱因大部分是发烟量过大导致窒息。部分事故的原因为电焊溅落 的金属熔融物引燃下方堆积的大量易燃的聚氨酯保温材料碎块，从而引发火 灾。因此，对于火灾的遏制迫在眉睫。从原材料出发，遏制燃烧的方法主要 为添加适当的阻燃剂，从而改善聚合物的耐热性能。

阻燃剂其按元素种类分为:卤系、磷系、卤-磷系、氮系、硅系、铝镁系 等，按化学结构分为无机阻燃剂、有机阻燃剂、高分子阻燃剂等。其中，卤 系阻燃剂与磷系阻燃剂因其在阻燃过程中发烟量大并伴随有害气体的产生而 逐步被淘汰，因此如何获得一种既具备高效阻燃性又无大量副产物生成的环 保型阻燃剂十分重要。

专利CN102583457A介绍了一种纳米针状氢氧化镁阻燃剂合成方法，以 水氯镁石、熟石灰、二水合氯化钙为原料，以聚乙二醇和十二烷基硫酸钠为 分散剂，通过球磨机球磨，经热处理得到，这种方法步骤繁琐，引入较多的 有机溶剂，不具绿色环保的特性，并且该专利中并未对阻燃剂阻燃效果进行 具体测量。

专利CN106673027A介绍了一种六角片状氢氧化镁阻燃剂的制备方法， 以镁盐溶液、结构导向剂、无机碱溶液、无水乙醇为原料进行水热反应制得， 这种方法中运用到的结构导向剂多为有机碱或表面活性剂等有机物，制备流 程中伴随有机废液的产生，不具备绿色环保特性，并且该专利也并未对阻燃 剂阻燃效果进行具体测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂及其制备方法，从而 解决现有技术中的阻燃剂在阻燃过程中发烟量大并伴随有害气体产生的问 题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种微纳米碱式碳酸镁阻燃剂的制备方法， 所述制备方法包括以下步骤：1)将浓度为0.1～1.5mol/L的可溶性碳酸盐水 溶液以1～50mL/min的速率滴加到匀速搅拌的浓度为0.1～1.5mol/L的六水合 氯化镁水溶液中；2)将步骤1)所得混合液置于烘箱熟化，熟化温度为 50～90℃，熟化时间为0.5～5h；以及3)将步骤2)所得混合液进一步过滤， 洗涤，30～100℃下干燥30～60min，制得一种微纳米尺寸的碱式碳酸镁阻燃 剂，其化学式为Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O。

所述可溶性碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠以及碳酸氢 钾等等。

优选地，步骤1)中可溶性碳酸盐水溶液的浓度为0.7～1.5mol/L，六水 合氯化镁水溶液的浓度为0.7～1.5mol/L。

优选地，步骤1)中匀速搅拌的速率为10～1000rpm。

优选地，步骤2)中熟化温度为50～80℃，熟化时间为2～5h。