一种用于塑料的热塑性氢氧化镁及制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于塑料的热塑性氢氧化镁及制备方法，将预先经过净化精制处理的高浓度氯化镁，氢氧化钙溶液和熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中，三个注射器喷嘴在同一平面呈三角形且朝向同一点喷出，反应后得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁。高浓度氯化镁中的镁离子与氢氧化钙溶液中的钙离子高速碰撞后快速生成氢氧化镁沉淀，热塑性树脂熔体在氢氧化镁生成过程中与氯化镁和氢氧化钙溶液高速碰撞，热塑性树脂能够顺利的嵌入并包覆氢氧化镁晶体，热塑性树脂与氢氧化镁牢固的连接在一起，在塑料加工过程中不会脱落，表现为包覆物的热塑性，能够加大氢氧化镁在塑料中的使用量，大幅度提高塑料的阻燃性。

Thermoplastic magnesium hydroxide for plastics and preparation method thereof

The present invention provides a thermoplastic magnesium hydroxide for plastic and a preparation method of high concentration of magnesium chloride in pre purification treatment, calcium hydroxide solution and melt state thermoplastic resin loaded into three syringes respectively. Three injector nozzles are three angles in the same plane and are sprayed toward the same point. The composites obtained were dried to produce thermoplastic magnesium hydroxide. Magnesium ions in high concentration magnesium chloride are rapidly collided with calcium ions in calcium hydroxide solution, and magnesium hydroxide precipitates rapidly. The thermoplastic resin melts collide with magnesium chloride and calcium hydroxide in the process of magnesium hydroxide formation. The thermoplastic resin can be successfully embedded and coated with magnesium hydroxide crystal and thermoplastic resin. With a strong connection with magnesium hydroxide, it will not fall off in the process of plastic processing, which shows the thermal plasticity of the coating, increases the use of magnesium hydroxide in the plastic, and greatly improves the flame retardancy of the plastic.

【技术实现步骤摘要】
一种用于塑料的热塑性氢氧化镁及制备方法
本专利技术属于塑料制备领域，具体涉及一种用于塑料的热塑性氢氧化镁及制备方法。
技术介绍
热塑性是指物质在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定形状的性质。大多数线型聚合物均表现出热塑性，很容易进行挤出、注射或吹塑等成型加工。在一定温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的性能，线形或支链型聚合物具有这种性能。日常生活中，像塑料袋、塑料衣挂等物都具有热塑性。因此，它们可以通过加热熔化来进行封口、粘合等操作。热塑性塑料，指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料.热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动．冷却变硬的过程是物理变化。塑料产品绝大多数需要进行填充、改性及增强性质才可满足使用要求，无机材料作为塑料产品制造中的主要协助原料，需求越来越多，使用越来越广泛。无机填料广泛应用于高分子材料或高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）、无机复合材料、造纸、涂料等领域，是高聚物基复合材料中不可或缺的填充物或组分之一，用量占复合材料质量的5%～30%，除了可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外，还可赋予材料一定的功能性，如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等，对现代材料的发展，特别是高聚物基复合材料的发展具有重要作用。目前用于塑料填充改性的无机填料种类很多，按其化学性质分为氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐和碳素等几大类。但由于无机料性格能和结构的差异，难以有效分散于塑料中。特别是纤维类无机材料的分散难度更大。氢氧化镁，白色无定形粉末。氢氧化镁是一种新型填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。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的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂。氢氧化镁是公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。但是由于氢氧化镁与塑料的相容性不好，氢氧化镁在塑料中的添加量不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于塑料的热塑性氢氧化镁及制备方法，高浓度氯化镁中的镁离子与氢氧化钙溶液中的钙离子高速碰撞后快速生成氢氧化镁沉淀，热塑性树脂熔体在氢氧化镁生成过程中与氯化镁和氢氧化钙溶液高速碰撞，热塑性树脂能够顺利的嵌入并包覆氢氧化镁晶体，热塑性树脂与氢氧化镁牢固的连接在一起。热塑性树脂也具有良好的阻燃性和热塑性，在塑料加工过程中不会脱落，表现为包覆物的热塑性，能够加大氢氧化镁在塑料中的使用量，大幅度提高塑料的阻燃性。本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制备方法，将预先经过净化精制处理的高浓度氯化镁，经消化除渣处理的氢氧化钙溶液和熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中，三个注射器喷嘴在同一平面呈三角形且朝向同一点，通过三个喷嘴分别将高浓度氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点，反应后得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁，其具体步骤如下：S01：配40%的高浓度氯化镁溶液；S02：将浓度为60%-85%的氢氧化钙溶液化除渣处理并加热到70℃-85℃待用；S03：将步骤S01制备的氯化镁、步骤S02制备的氢氧化钙溶液、熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中；S04：将三个注射器喷嘴呈三角形分布安装在圆形反应盘上，分别将氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点；S05：保持反应温度为200℃-300℃得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁。氢氧化镁是一种应用前景好的高聚物基复合材料的无机阻燃填料。与氢氧化铝一样，氢氧化镁阻燃剂是依靠受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用的，因此具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染等优点。但是，与含卤有机阻燃剂相比，要达到相当的阻燃效果，填充量一般要达到50%以上。由于氢氧化镁为无机物，表面与高聚物基料的相容性较差，如此高的填充量，如果不对其进行表面改性处理，填充到高聚物材料中后，将导致复合材料的力学性能下降。因此，必须对其进行表面改性处理，以改善其与高聚物基料的相容性，使填充材料的力学性能不下降，甚至使材料的部分力学性能有所提高。传统技术也有利用氯化镁制备氢氧化镁的方法，例如氯化镁石灰法生产氢氧化镁氯化镁一石灰法将预先经过净化精制处理的氯化镁和经消化除渣处理的石灰制成的石灰乳在沉淀槽内进行沉淀反应，在得到的料浆中加入絮凝剂，充分混合后，进入沉降槽进行分离，再经过滤、洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。其化学反应方程式为：MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2+Mg(OH)2↓氯化镁-氨水法以经净化处理除去硫酸盐、二氧化碳、少量硼等杂质的氯化镁为原料，以氨水作为沉淀剂在反应釜中进行沉淀反应，在反应前投入一定量的晶种，进行充分搅拌。氯化镁与氨水的比例为1：(0.9～0.93)，温度控制在40℃。反应终了后添加絮凝剂，沉淀物经过滤后，洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。其化学反应方程式为：MgCl2+2NH3·H2O→Mg(OH)2↓+2NH4Cl上述反应缺陷在于反应物均为堆积的溶液，置于容器中，反应物本身之间没有相对的流动性，本专利技术中利用喷嘴喷出，使得参与反应的各反应物之间产生高速流动，促进反应的进行。作为本方案的进一步改进，所述氯化镁加热的方式为水浴加热，防止氯化镁与加热容器壁发生沉淀凝固。作为本方案的进一步改进，所述氢氧化钙溶液加热方式为水浴加热。作为本方案的进一步改进，所述反应盘表面为多晶/非晶硅片作为氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体的反应基底。多晶硅片常应用于太阳电池领域，然而目前太阳电池使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成。在本专利技术中为了节约材料成本，可以采用掺杂有单晶颗粒的集合体多晶硅片代替纯净的多晶硅片，然而应严格控制单晶颗粒的用量，使其不超过30%，其工艺过程是选择电阻率为100～100欧姆·厘米的多晶块料或单晶硅头尾料，经破碎，用1：5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性，并烘干。用石英坩埚装好多晶硅料，加人适量硼硅，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅片，然后将得到的多晶硅片衬垫在反应盘上。作为本方案的进一步改进，所述的多晶/非晶硅片表面进行了改性处理，其具体步骤包括：S11：将多晶/非晶硅片表面打磨光滑，无细小凹陷或凸起；S12：配制丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物的聚乙二醇混合液作为表面改性剂；S13：将打磨后的多晶/非晶硅片置于表面改性剂浸泡3小时以上，然后提出置于温室内存放2～3天。作为本方案的进一步改进，所述表面改性剂中丙烯酸酯与丙烯酰胺类共聚物的浓度之和大于20%。作为本方案的进一步改进，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制备方法，其特征在于：将预先经过净化精制处理的高浓度氯化镁，氢氧化钙溶液和熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中，三个注射器喷嘴在同一平面呈三角形且朝向同一点，通过三个喷嘴分别将高浓度氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点，反应后得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁，其具体步骤如下：S01：配40%的高浓度氯化镁溶液；S02：将浓度为60%‑85%的氢氧化钙溶液化除渣处理并加热到70℃‑85℃待用；S03：将步骤S01制备的氯化镁、步骤S02制备的氢氧化钙溶液、熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中；S04：将三个注射器喷嘴呈三角形分布安装在圆形反应盘上，分别将氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点；S05：保持反应温度为200℃‑300℃得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁。

【技术特征摘要】
1.一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制备方法，其特征在于：将预先经过净化精制处理的高浓度氯化镁，氢氧化钙溶液和熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中，三个注射器喷嘴在同一平面呈三角形且朝向同一点，通过三个喷嘴分别将高浓度氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点，反应后得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁，其具体步骤如下：S01：配40%的高浓度氯化镁溶液；S02：将浓度为60%-85%的氢氧化钙溶液化除渣处理并加热到70℃-85℃待用；S03：将步骤S01制备的氯化镁、步骤S02制备的氢氧化钙溶液、熔融态下热塑性树脂分别装入三个注射器中；S04：将三个注射器喷嘴呈三角形分布安装在圆形反应盘上，分别将氯化镁、氢氧化钙溶液、热塑性树脂熔体高速的喷出朝向一点；S05：保持反应温度为200℃-300℃得到的复合材料经干燥制得具有热塑性的氢氧化镁。2.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制备方法，其特征在于：所述氯化镁加热的方式为水浴加热，防止氯化镁与加热容器壁发生沉淀凝固。3.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钙溶液加热方式为水浴加热。4.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性氢氧化镁的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，司文彬，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51