下载文档原格式
镁铝类水滑石的合成及其在纸张阻燃中的应用王松林，陈夫山（青岛科技大学化工学院，青岛市，266042）摘要：随着现在阻燃技术的发展，无机阻燃剂的应用也得到了快速的发展。
镁铝类水滑石是兼具了传统氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂优点的新品种。
通过研究探讨共沉淀法合成的镁铝类水滑石方法，并通过纤维填充的方法应用到纸张阻燃中，讨论了镁铝类水滑石的晶体性质以及纸张阻燃性能。
结果表明，镁铝类水滑石胶体颗粒的体积平均粒径为112 nm；晶体结晶度较高，热稳定性好；颗粒带有较高的正电荷和高的比表面积，可与纤维通过电荷中和作用吸附在纤维上，起到加填、增白和阻燃作用的同时，还起到了微粒助留的作用。
水滑石用量在15%时，阻燃纸的氧指数为25%，纸张可以起到很好的阻燃效果。
关键词：镁铝类水滑石；阻燃纸；阻燃剂；共沉淀法阻燃剂的种类繁多，按是否参与高分子材料化学反应分类，有反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。
其中添加型阻燃剂又有无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类[1~4]。
无机阻燃剂主要类型有金属氢氧化物、金属氧化物和碱金属盐、氨盐、钼化物等。
有机阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。
研究开发高效、无毒、低烟、高性能价格比、适于工业化生产的无机无卤阻燃剂，是当前该领域的前沿研究课题之一。
纸在人民生活和社会发展中起着十分重要的作用，其应用范围很广。
但是，纸及纸制品是极易燃烧的物质，不少火灾是纸及纸制品被引燃所造成的，对纸张的阻燃处理是十分必要的[5]。
美国、日本等国家在20 世纪60 年代就开始纸张阻燃技术的研究，迄今已取得了很多成果。
我国对纸张阻燃技术的研究起步较晚，但也已研制出绝缘性阻燃纸、阻燃塑料壁纸基材用难燃纸等纸种[6~9]。
阻燃纸主要有两大类：一类是以石棉、矿棉、玻璃纤维、海泡石纤维等无机矿物纤维为主要成分与天然纤维抄造的纸张，另一类是在纸浆中添加各种阻燃剂或浸渍涂布制成的具有阻燃效果的纸张。
镁铝类水滑石兼具了氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂的优点，又克服了它们各自的不足，具有阻燃、消烟、填充功能，是一种高效、无卤、无毒、低烟的新型阻燃剂[10~13]。
镁铝水滑石的制备及其对铅离子的吸附性能张辉;陆嘉炜;余剑清;郭亚平【摘要】采用共沉淀法合成镁铝碳酸根型水滑石(MgAl-CO3-LDHs),并研究它对污水中铅离子的吸附性能.结果表明:MgAl-CO3-LDHs颗粒呈现为六角片状结构,对污水中的铅离子具有良好的吸附性能,其主要吸附机制为化学吸附.置于含Pb2+的污水后,水滑石中的层间CO32-释放出来,与污水中的铅离子反应生成块状的水白铅矿(Pb(CO3)2(OH)2),且提高溶液的pH值有助于增强MgAl-CO3-LDHs对铅离子的吸附,其吸附容量可达到224 mg/g.由此可见,MgAl-CO3-LDHs在吸附重金属铅离子领域具有很大的实际应用价值.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)008【总页数】4页(P69-72)【关键词】镁铝碳酸根型水滑石;铅离子;吸附【作者】张辉;陆嘉炜;余剑清;郭亚平【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234【正文语种】中文【中图分类】TQ085工业污水中的重金属离子不仅对环境危害很严重，而且对人体的健康危害也很大，重金属污水中的汞、镉、铅、铬和砷被称为“五毒”，尤其是其中的Pb2+离子，不仅可以通过酶或者蛋白质中的-SH结合而抑制酶，也可以通过改变激素的循环水平而破坏骨细胞的功能，损伤中枢神经系统[1]。
因此，必须将含有Pb2+离子的污水中的Pb2+离子浓度降到0.05～0.1 mg/L后才能排放。
对于去除污水中的Pb2+离子，目前主要有化学沉淀、离子交换、膜分离、电化学处理技术等方法[2-4]，吸附法被认为是最经济最有效的方法，被普遍用于工业废水中重金属离子的去除。
镁铝水滑石是一类具有层状结构的复合金属氢氧化物，它是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间平衡阴离子构成，其组成为：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O[5]。
樊慧庆等：掺杂三氧化二锑的钛酸铋钠钾陶瓷的显微结构和电学性能· 527 ·第41卷第4期DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.04.17 镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理徐圣，曾虹燕，赵策，廖梦尘，杨永杰，张伟，陶静，肖华淼(湘潭大学化工学院，湖南湘潭 411105)摘要：采用三聚磷酸钠(STPP)对镁铝水滑石(MAH)进行表面改性。
X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、热重–差热、红外光谱比表积测试和粒度分析对改性前后的镁铝水滑石进行表征，考察了改性前后镁铝水滑石的吸油性能和润湿性能。
结果表明：三聚磷酸根(5310P O−)包覆于镁铝水滑石粒子表面，改性后的镁铝水滑石粒子表面疏水性增强，分散性明显提高。
将改性前后镁铝水滑石样品(SMAH)与聚丙烯(PP)混合固化，测试其复合材料(MAH/PP、SMAH/PP)阻燃性和力学性能，发现相对于MAH/PP，SMAH/PP复合材料力学性能有所提高，阻燃性能也得以改善。
关键词：镁铝水滑石；阻燃剂；改性；三聚磷酸钠；聚丙烯中图分类号：TQ132.2，TQ326.9 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)04–0527–07网络出版时间：2013–03–02 9:39 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20130302.0939.016.htmlSurface Modification of Mg–Al Hydrotalcite Flame-retardantXU Sheng，ZENG Hongyan，ZHAO Ce，LIAO Mengchen，YANG Yongjie，ZHANG Wei，TAO Jing，XIAO Huamiao (School of Chemical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, Hunan, China)Abstract: The surface modification of Mg–Al hydrytalcite particle (MAH) by sodium tripolyphosphate (STPP) was carried out. The unmodified (MAH) and modified MAHs (SMAH) were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric-derivative thermogravimetric analysis, specific surface area measurement and particle size analysis, respectively. The oil absorption and wettability of the particles were investigated.The results show that the surface of the MAH is coated by5310P O−in the modification process. The hydrophobic property of the SMAH particles was strengthened, and the congeries dispersibility was improved. The composites (MAH/PP, SMAH/PP) were obtained by mixing MAH and SMAH into Polypropylene (PP), respectively. The flame retardancy and mechanical properties of the composites were analyzed. Compared to the MAH/PP sample, the mechanical properties of the SMAH/PP composite was increased, and the flame retardancy was enhanced.Key words: magnesium aluminum hydrotalcite; flame retardant; modification; sodium tripolyphosphate; polypropylene低烟无卤阻燃材料可以避免含卤阻燃材料燃烧时所带来的二次污染，是阻燃材料的发展趋势。
专利名称：一种提高镁铝水滑石热稳定性的制备方法专利类型：发明专利
发明人：翟云鸽,刘启奎,刘中海,任倩,鲁琳琳
申请号：CN202010683749.6
申请日：20200716
公开号：CN111825111A
公开日：
20201027
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公布了一种提高镁铝水滑石热稳定性的制备方法，以氢氧化镁和α相氢氧化铝产品为原料，经过“酸溶‑球磨‑碱沉淀‑晶化”工艺流程制备高热稳定性镁铝水滑石产品。
针对传统工艺以可溶性镁盐/铝盐为原料，生产过程产生大量的含盐废水的问题，创新性地改进镁源/铝源，并设计了物理法‑化学法相结合的生产技术，制得的镁铝水滑石产品具备热稳定性高、分散性好等特点。
申请人：青岛科技大学
地址：250014 山东省济南市历下区文化东路80号
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：汤东凤
更多信息请下载全文后查看。
镁铝水滑石的制备及其涂层耐腐蚀性能的研究吴慧;王继虎;温绍国;丁胜男;宋佳;王浩鹏;隋沛辰【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2024(53)12【摘要】目的为了提高水性工业涂料的防腐蚀性能,常常会添加以含锌为主的防腐填料。
然而,随着环保要求越来越高,以及欧盟限锌令的颁布,片层无锌镁铝水滑石(MgAl-LDHs)有望用于涂料中替代含锌填料。
方法采用共沉淀法合成无锌水滑石复合填料,并将其进行硅烷偶联剂表面改性,最后添加到丙烯酸树脂中,制备了水滑石防腐涂料。
研究了不同制备工艺与水滑石结构之间的关系,以及不同添加量对涂料腐蚀性能的影响。
结果通过对比实验可以看出,当Mg∶Al(物质的量比)=2∶1,滴定终点pH值为11,能制备出相对完美的具有片层形貌、结晶度高、结构完整的镁铝水滑石;FTIR以及悬浮性测试表明,当MgAl-LDHs被KH570成功改性后,实现了表面亲水到疏水的转变,有效增加了与树脂的相容性;电化学考评发现,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs的涂层240 h后防腐性能最好,塔菲尔电流密度最低为6.35μA/cm^(2),容抗弧曲率半径最大;同时,耐盐雾试验证明,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs涂层的耐腐蚀性能同样最佳,与电化学测试结果相匹配。
结论当MgAl-LDHs的添加量为5%(质量分数)时,涂层的防腐蚀性能最佳。
MgAl-LDHs 作为颜填料,能有效改善水性工业涂料防腐性能。
【总页数】9页(P126-134)【作者】吴慧;王继虎;温绍国;丁胜男;宋佳;王浩鹏;隋沛辰【作者单位】上海工程技术大学化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.谷氨酸插层镁铝水滑石的制备、表征及其对水中铅离子的吸附性能研究2.硅酸银@镁铝水滑石复合材料制备及光催化性能研究3.气凝胶负载水镁石和镁铝水滑石纳米粒子的制备及对铅离子吸附性能研究4.甲基磺酸根插层镁铝型水滑石的制备及其对水中卤乙酸的吸-脱附性能研究5.Tb3+离子掺杂的镁铝类水滑石的制备及其发光性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
樊慧庆等：掺杂三氧化二锑的钛酸铋钠钾陶瓷的显微结构和电学性能· 527 ·第41卷第4期DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.04.17 镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理徐圣，曾虹燕，赵策，廖梦尘，杨永杰，张伟，陶静，肖华淼(湘潭大学化工学院，湖南湘潭 411105)摘要：采用三聚磷酸钠(STPP)对镁铝水滑石(MAH)进行表面改性。
X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、热重–差热、红外光谱比表积测试和粒度分析对改性前后的镁铝水滑石进行表征，考察了改性前后镁铝水滑石的吸油性能和润湿性能。
结果表明：三聚磷酸根(5310P O−)包覆于镁铝水滑石粒子表面，改性后的镁铝水滑石粒子表面疏水性增强，分散性明显提高。
将改性前后镁铝水滑石样品(SMAH)与聚丙烯(PP)混合固化，测试其复合材料(MAH/PP、SMAH/PP)阻燃性和力学性能，发现相对于MAH/PP，SMAH/PP复合材料力学性能有所提高，阻燃性能也得以改善。
关键词：镁铝水滑石；阻燃剂；改性；三聚磷酸钠；聚丙烯中图分类号：TQ132.2，TQ326.9 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)04–0527–07网络出版时间：2013–03–02 9:39 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20130302.0939.016.htmlSurface Modification of Mg–Al Hydrotalcite Flame-retardantXU Sheng，ZENG Hongyan，ZHAO Ce，LIAO Mengchen，YANG Yongjie，ZHANG Wei，TAO Jing，XIAO Huamiao (School of Chemical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, Hunan, China)Abstract: The surface modification of Mg–Al hydrytalcite particle (MAH) by sodium tripolyphosphate (STPP) was carried out. The unmodified (MAH) and modified MAHs (SMAH) were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric-derivative thermogravimetric analysis, specific surface area measurement and particle size analysis, respectively. The oil absorption and wettability of the particles were investigated.The results show that the surface of the MAH is coated by5310P O−in the modification process. The hydrophobic property of the SMAH particles was strengthened, and the congeries dispersibility was improved. The composites (MAH/PP, SMAH/PP) were obtained by mixing MAH and SMAH into Polypropylene (PP), respectively. The flame retardancy and mechanical properties of the composites were analyzed. Compared to the MAH/PP sample, the mechanical properties of the SMAH/PP composite was increased, and the flame retardancy was enhanced.Key words: magnesium aluminum hydrotalcite; flame retardant; modification; sodium tripolyphosphate; polypropylene低烟无卤阻燃材料可以避免含卤阻燃材料燃烧时所带来的二次污染，是阻燃材料的发展趋势。
当今，开发低烟无卤阻燃剂在世界范围内仍是一个技术难题。
作为无机无卤阻燃材料，镁铝水滑石(MAH)兼具Al(OH)3和Mg(OH)2之阻燃优点，并避免它们各自的缺陷，具阻燃、消烟、填充和热稳定性等多种功能，是一种高效、环保、消烟型无毒无卤的新型阻燃剂[1–2]。
但MAH粒子表面存在的大量非架桥羟基，使其表面结构不稳定，相互之间极易形成氢键而团聚形成二次粒子，使粒子粒径变大，分散性差，与高分子材料相容性差，严重地影响塑料制品的拉伸强度、伸长率等力学性能[3–5]。
为了改善MAH阻燃剂的性能，提高其阻燃效率，必须对其表面进行改性，以改进MAH粒子的分散性和相容性，增强高分子材料的机械力学等性能。
三聚磷酸钠(STPP)是一种链状的缩合磷酸盐，收稿日期：2012–09–11。
修订日期：2012–10–30。
基金项目：湖南省自科基金重点项目(12JJ2008)；湖南省高校创新平台开放基金项目(12K048)；2012年湖南省大学生创新性实验计划资助项目。
第一作者：徐圣(1987—)，男，硕士研究生。
通信作者：曾虹燕(1963—)，博士，教授。
Received date:2012–09–11. Revised date: 2012–10–30.First author: XU Sheng (1987–), male, Master candidate.E-mail: xutiandasheng@Correspondent author: ZENG Hongyan (1963–), female, Ph.D., Professor. E-mail: hyzeng@第41卷第4期2013年4月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 41，No. 4April，20132013-03-02 09:39/kcms/detail/11.2310.TQ.20130302.0939.016.html硅酸盐学报· 528 ·2013年易溶于水，对金属离子有显著的螯合能力，为工业中常用助剂或食品添加剂，是高岭土、氧化镁和碳酸钙的有效分散剂[6]。
用超重力反应器制备MAH前体，用STPP对前体进行表面改性处理，在不改变水滑石结构的基础上，钝化其表面，改善MAH粒子的分散性及其与聚合物基体的亲和性。
通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、热重–差热(TG– DTG)、红外光谱(FTIR)及其Gauss拟合等表征，研究STPP对MAH的改性机理和界面结合方式，并将其用于聚丙烯(PP)中，探究改性对MAH的分散性、阻燃性，以及PP的机械力学性能的影响。
1 实验1.1原材料聚丙烯(K8303，燕山石化)，液体石蜡(天津光复精细化工研究所)。
所用试剂均为分析纯。
所用设备包括：螺旋转通道型反应器(RBHC，湘潭大学自制)；高速混合机(GH-10A，北京塑料机械厂)；双螺杆挤出机(SHJ-30A，南京橡塑机械厂)；微型注模机(WZM-I，吉林大学科教仪器厂)。
1.2检测设备日本理学D/MAX-3C型粉晶衍射仪(XRD，辐射源Cu Kα，电压40kV，电流30mA，扫描速度2(°)/min)；日本电子株氏会JSM-6700F型场发射电子扫描电镜携GENESIS60S型能谱仪。
美国PE公司Specrum Qne B型Fourier变换红外光谱仪(分辨率4cm−1，扫描100次)。
英国Malvern公司Mastersizer 2000型激光粒度分析仪。
日本精工热重差热综合热分析仪(TG/DTA6300，氮气，气体流量为500cm3/min，线性升温速率10℃/min)。
美国Quantachrome公司 NOV A-e1000物理吸附仪(200℃，真空脱气)。
氧指数及垂直燃烧级别(ANSI/UL94)按GB/T 2406.2—2009测定。
拉伸强度、断裂伸长率按GB/T1040.1—2006测定。
弯曲强度按GB 1042—79测定。
缺口冲击强度按GB/T 1843—1996测定(缺口角度45°，缺口深度2mm，底部曲率半径为0.2mm，摆锤测试速度3.8m/s)。
1.3样品制备参照文献[7]，采用螺旋通道超重力反应器制备Mg/Al摩尔比为3:1镁铝水滑石，100℃干燥6h，制成镁铝水滑石前体，记为MAH。
称取100g的MAH置于300mL蒸馏水中，40℃搅拌混合，加热至60℃，加入7%的STPP (以MAH质量分数计)，继续搅拌90min。
洗涤抽滤，100℃干燥6h，即得改性MAH，记为SMAH。
分别将10份(以质量计)MAH和SMAH与100份(质量计)PP相混合，100℃干燥2h，于双螺杆挤出机(料筒温度240℃，螺杆转速250r/min)共混挤出造粒，制得MAH和SMAH与PP的复合材料，分别记为MAH/PP和SMAH/PP。
MAH/PP和SMAH/PP在100℃干燥2h，微型注塑机制备样条(80mm×10mm×4mm)升温至220℃，保压冷却20s。
采用相应的国家标准对样条进行性能测试。
1.4 吸油值参照国标GB/T 7046—2003测定MAH和SMAH的吸油值。
检测前，样品100℃干燥40min。
室温下精确称取(2.0±0.001)g干燥样品(m)，置于干净表面皿上，滴定邻苯二甲酸二辛脂(m1)，玻棒搅拌使样品与该辛脂充分混合均匀，直至样品与其黏结成团，无散落的干燥样品即为终点。
吸油值f计算公式：1100%mfm=× (1) 1.5润湿性精确取2.00g干燥样品(MAH或SMAH)于带塞量筒内(±0.1mL)，加入一定量液体石蜡将样品完全浸润后，再加石蜡至20mL。
