CN103911021B - 一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明氢氧化镁液相分散体，包括液相介质和改性纳米氢氧化镁颗粒，所述改性纳米氢氧化镁颗粒均匀的分散在液相介质中，所述改性纳米氢氧化镁颗粒为纳米氢氧化镁颗粒外包覆表面活性剂层，分散体中的固含量为1wt%～50wt%；纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5～30nm，所述的液相介质是水或有机溶剂。本发明还公开了上述分散体的制备方法及应用。本发明具有如下有益效果：1）本发明的分散体可以看到明显的丁达尔现象，产品透明且分散性很好；2）分散体中的氢氧化镁晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为0.5～30nm；3）产品透明，稳定性好，静置≥10个月仍无沉降；工艺流程简单，易于操作，可重复率高，产品质量好，易于放大。

Description

一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用
技术领域
本发明属于分散体技术领域，涉及一种分散体及制备方法与应用，尤其是涉及一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用。
背景技术
纳米氢氧化镁作为一种重要的阻燃剂，在加入后能使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。此外，纳米氢氧化镁可作为橡胶，塑料，油漆等高分子材料的填充剂；在环保方面可作为烟道气脱硫剂，可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂；也可用作油品的添加剂，起到防腐和脱硫作用；还可以用于电子行业、医药、砂糖的精制，保温材料以及制造其它镁盐产品。
众所周知，纳米氢氧化镁的阻燃性能主要取决于化学组成、形态特征、粒度大小和分散程度等。其中，纳米颗粒的粒度分布和分散程度是一个非常重要的因素。传统的制备方法是先制备出纳米粉体，再对纳米粉体进行表面改性，进而添加到高分子材料中作为阻燃剂。但是此类方法制备出的复合材料中纳米氢氧化镁的分散性能不好，并且与聚合物的相容性也较差。
目前，国内外关于纳米氢氧化镁粉体的制备工艺已经十分纯熟，例如：中国专利申请号为201110001664.X的单分散片状氢氧化镁阻燃剂的制备方法。该制备方法是通过水热合成法制备出片状的纳米氢氧化镁粉体，该方法的缺陷在于：反应条件需要高温高压，且片状氢氧化镁粒径较大，为200～500nm。
另外现有技术中也公开有关于氢氧化镁分散悬液的制备方法，例如：中国专利申请号为201210097004.7一种超细氢氧化镁分散悬液的制备方法。该方法利用阴离子交换树脂在液相体系中合成氢氧化镁悬浮液，该方法的缺陷在于：1）工艺过程复杂；2）制备的悬液静置36min后会有明显的沉降，稳定性不好。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种透明氢氧化镁液相分散体；该液相分散体固含量为1wt%～50wt%，氢氧化镁晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为0.5～30nm；此外，液相分散体分散效果好，稳定性好，静置≥10个月仍无沉降；且液相分散体以水、有机溶剂或其混合物为液相分散介质，应用范围广泛。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法；该方法采用直接沉淀法合成的纳米氢氧化镁颗粒，经表面改性并分散，进而制得透明的分散体，很好的解决了纳米氢氧化镁在应用中出现的分散性能和相容性差的问题，从而赋予产品更高的应用性能和附加值。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种透明氢氧化镁液相分散体的应用。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种透明氢氧化镁液相分散体，包括液相介质和改性纳米氢氧化镁颗粒，所述改性纳米氢氧化镁颗粒均匀的分散在液相介质中，所述改性纳米氢氧化镁颗粒为纳米氢氧化镁颗粒外包覆表面活性剂层，分散体中的固含量为1wt%～50wt%；纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5～30nm，所述的液相介质是水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物。
优选地，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。
优选地，所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬质酸钠、钛酸酯、聚乙烯醇。
优选地，所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为1%～40%，优选为2%～30%，最优选为5%～25%。
为解决上述第二个技术问题，本发明一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将镁盐溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，制得镁盐溶液；
2）将碱溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，制得碱液；
3）将碱液加入到镁盐溶液中，得反应液；
4）往反应液中加入表面活性剂，
5）静置、过滤并洗涤，得滤饼；
6）将滤饼分散在水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，得到产物。
优选地，步骤1）中，所述镁盐选自下列物质中的一种或多种：硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、醋酸镁。
优选地，步骤1）中，所述镁盐溶液浓度为1wt%～30wt%；更优选地，镁盐溶液浓度为1wt%～20wt%；最优选地，镁盐溶液浓度为1wt%～5wt%。
优选地，步骤1）中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃。
优选地，步骤2）中，所述碱选自下列物质中的一种或多种：氢氧化钠、氢氧化钾、氨水。
优选地，步骤2）中，有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。
优选地，步骤2）中，碱液的浓度为1wt%～40wt%。
优选地，步骤3）中，将碱液加入到镁盐溶液中之前，将镁盐溶液充分搅拌均匀；碱液加入镁盐溶液的方式为逐滴加入。
优选地，搅拌速度≥300r/min；更优选地，搅拌速度≥600r/min。
优选地，步骤3）中，反应温度为20～70℃；优选地，反应温度为25～60℃，最优选反应温度为25～55℃。
优选地，步骤3）中，碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为7～14；更优选地，碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为7.5～13；最优选地，碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为8～12。
优选地，步骤4）中，所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬质酸钠、钛酸酯、聚乙烯醇。
优选地，步骤4）中，往反应液中加入表面活性剂溶液进行改性时，调节反应体系的改性温度为30～95℃，控制改性时间为0.5～5h；优选地，调节反应体系的改性温度为35～90℃，控制改性时间1～4h；最优选地，调节反应体系的改性温度为35～85℃，控制改性时间为1.5～4h。
优选地，步骤5）中，所述静置时间为0.5～5h。
优选地，步骤6）中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种透明氢氧化镁液相分散体的应用；所述透明氢氧化镁液相分散体可用作电子器件、建筑材料、医用材料、织物、涂剂以及其他聚合物的阻燃剂；此外，还可用作食品、药物、油品的添加剂，也可以用于作酸性气体吸收、工业废水处理及作为催化剂的载体使用。
本发明基于的基本原理是表面活性剂在氢氧化镁颗粒表面形成包覆层，有利于形成在水相或有机相中单分散的氢氧化镁颗粒。纳米氢氧化镁表面存在大量的羟基，与表面活性剂反应，且纳米氢氧化镁表面包覆的活性剂所带来的较大有机基团之间存在较大的空间位阻，使纳米颗粒之间不易发生团聚。但是合适的表面活性剂和分散介质的选取是很重要的。同时本发明需要进行沉淀反应、表面改性反应以及再分散过程等较为复杂的工艺过程，因此，选择合适的表面活性剂及各原料之间的配比、反应速率和时间的控制等都是需要解决的技术难点。
本发明具有如下有益效果：
1）本发明以水或有机溶剂为液相介质，通过合适的表面活性剂使氢氧化镁分散在液相介质中，形成稳定的透明单分散体；本发明的透明纳米氢氧化镁单分散体可以看到明显的丁达尔现象，产品透明且分散性很好。
2）本发明的透明氢氧化镁液相分散体中的氢氧化镁晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为0.5～30nm。所得扫描电镜照片如图1所示，透射电镜如图2和图3所示。
3）本发明制备的透明氢氧化镁液相分散体的固含量可通过改变原料配比、反应时间等工艺条件来调节；制备的产品的固含量为1wt%～50wt%；产品透明，稳定性好。本发明合成的产品稳定性好，静置超过10月无沉降；本发明工艺流程简单，易于操作，可重复率高，产品质量好，易于放大。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明
图1为透明氢氧化镁液相分散体的扫描电镜照片，从图中可以看出被表面活性剂包覆的氢氧化镁晶体粒径较小且分布均匀；
图2为本发明实施例2所得产品的透射电镜照片；
图3为本发明实施例3所得产品的透射电镜照片；
图4为本发明实施例4、5、6所得透明分散体的照片。
具体实施方式
实施例1
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将2.54g六水合氯化镁溶于70g乙醇中，制得氯化镁溶液；
2）将1g氢氧化钠溶于80g乙醇中，制得氢氧化钠溶液；
3）将氯化镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为20℃，搅拌转速为600r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系最终的pH值为13；
4）达到反应体系最终的pH值要求后，将72.5mgN-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷溶于10ml乙醇中，加入上述反应体系中，升温至30℃，改性2h；
5）将溶液倒出静置0.5h，将溶液过滤并用水和乙醇洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于8.2mL乙醇中，即制得氢氧化镁/乙醇透明分散体。
所得氢氧化镁/乙醇透明分散体白色透明，液相介质为乙醇，纳米氢氧化镁颗粒外包覆N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；固含量为10%，静置12月无沉降；经检测，氢氧化镁/乙醇透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5-10nm。
实施例2
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将25.35g六水合氯化镁溶于1000g乙醇中，制得氯化镁溶液；
2）将28g氢氧化钾溶于3000g乙醇中，制得氢氧化钾溶液；
3）将氯化镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钾溶液，控制反应温度为40℃，搅拌转速为550r/min，用氢氧化钾溶液调节并控制反应体系最终的pH值为10；
4）达到反应体系最终的pH值后，将1g十二烷基硫酸钠溶于100ml乙醇中，加入上述反应体系中，升温至55℃，改性4h；
5）将溶液倒出静置2.5h，将溶液过滤并用水洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于65.3mL水中，即制得氢氧化镁/水透明分散体。
所得氢氧化镁/水透明分散体产品白色透明，液相介质为水，纳米氢氧化镁颗粒外包覆十二烷基硫酸钠，固含量为10%，静置10月无沉降。经检测，氢氧化镁/水透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为1-25nm。
实施例3
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将3.2g六水合硝酸镁溶于70g乙醇中，制得硝酸镁溶液；
2）向1.75g的wt25%的氨水中加入80g乙醇，制得氨水混合液，
3）将硝酸镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氨水混合液，控制反应温度为25℃，搅拌转速为400r/min，用氨水混合液调节并控制反应体系最终的pH值为10；
4）达到反应体系最终的pH值后，将140mgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶于10ml乙醇中，加入到上述反应体系中，升温至70℃，改性3h；
5）将溶液倒出静置1h；将溶液过滤并用水和乙醇洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于3.5mL乙醇中，即制得氢氧化镁/乙醇透明分散体。
所得氢氧化镁/乙醇透明分散体产品白色透明，液相介质为乙醇，纳米氢氧化镁颗粒外包覆γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，固含量为20%，静置18月无沉降；经检测，氢氧化镁/乙醇透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为1-10nm。
实施例4
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将3.2g七水合硫酸镁溶于50g甲醇中，制得硫酸镁溶液；
2）将2g氢氧化钠溶于100g甲醇中，制得氢氧化钠溶液；
3）将硫酸镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为30℃，搅拌转速为300r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系最终的pH值为12；
4）达到反应体系最终的pH值后，将200mg聚乙烯吡咯烷酮（分子量为10000）溶于15ml甲醇，加入上述反应体系中，升温至80℃，改性2.5h；
5）将溶液倒出静置2h，将溶液过滤并用水和甲醇洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于4.3mL甲醇中，即制得氢氧化镁/甲醇透明分散体。
所得氢氧化镁/甲醇透明分散体产品白色透明，液相介质为甲醇，纳米氢氧化镁颗粒外包覆聚乙烯吡咯烷酮，固含量为30%，静置11月无沉降。经检测，氢氧化镁/甲醇透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为10-30nm。
实施例5
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将25.35g六水合氯化镁溶于500g乙二醇中，制得氯化镁溶液；
2）将10g氢氧化钠溶于600g乙二醇中，制得氢氧化钠溶液；
3）将氯化镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为40℃，搅拌转速为600r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系最终的pH值为10；
4）达到反应体系最终的pH值后，将1gγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于100ml乙二醇，加入到上述反应体系中，升温至80℃，改性4h；
5）将溶液倒出静置2.5h，将溶液过滤并用水和乙二醇洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于5mL乙二醇中，即制得氢氧化镁/乙二醇透明分散体。
所得氢氧化镁/乙二醇透明分散体产品略带浅黄色透明，液相介质为乙二醇，纳米氢氧化镁颗粒外包覆γ-氨丙基三乙氧基硅烷，固含量为40%，静置11月无沉降；经检测，氢氧化镁/乙二醇透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为5-20nm。
实施例6
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将3.2g六水合硝酸镁溶于70g四氢呋喃中，制得硝酸镁溶液；
2）向1.75g的wt25%的氨水中加入80g四氢呋喃，制得氨水混合液；
3）将硝酸镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氨水混合液，控制反应温度为60℃，搅拌转速为600r/min，用氨水混合液调节并控制反应体系最终的pH值为8；
4）达到反应体系最终的pH值后，将140mg油酸钠溶于60ml四氢呋喃，加入到上述反应体系中，升温至70℃，改性3h；
5）将溶液倒出静置1h，将溶液过滤并用水和四氢呋喃洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的产品超声分散于12.8mL四氢呋喃中，即制得氢氧化镁/四氢呋喃透明分散体。
所得氢氧化镁/四氢呋喃透明分散体产品白色透明，液相介质为四氢呋喃，纳米氢氧化镁颗粒外包覆油酸钠，固含量为5%，静置11月无沉降；经检测，氢氧化镁/四氢呋喃透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为20-30nm。
实施例7
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将2.54g六水合氯化镁溶于70g二甲基亚砜中，制得氯化镁溶液；
2）将1g氢氧化钠溶于100g二甲基亚砜中，制得氢氧化钠溶液；
3）将氯化镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为45℃，搅拌转速为500r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系最终的pH值为13；
4）达到反应体系最终的pH值后，将290mg聚乙二醇溶于90ml二甲基亚砜，加入上述反应体系中，升温至85℃，改性4h；
5）将溶液倒出静置5h；将溶液过滤并用水和二甲基亚砜洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的滤饼超声分散于6mL二甲基亚砜中，即制得氢氧化镁/二甲基亚砜透明分散体。
所得氢氧化镁/二甲基亚砜产品白色透明，液相介质为二甲基亚砜，纳米氢氧化镁颗粒外包覆聚乙二醇，固含量为10%，静置12月无沉降。经检测，氢氧化镁/二甲基亚砜透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5-20nm。
实施例8
一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下步骤：
1）将7.62g六水合氯化镁溶于200g乙醇中，制得氯化镁溶液；
2）将3g氢氧化钠溶于230g乙醇中，制得氢氧化钠溶液；
3）将氯化镁溶液充分搅拌后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为70℃，搅拌转速为550r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系最终的pH值为10；
4）达到反应体系最终的pH值后，将217.5mgγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶于30ml乙醇，加入到上述反应体系中，升温至70℃，改性3h；
5）将溶液倒出静置5h，将溶液过滤并用水和乙酸乙酯洗涤，得到滤饼；
6）将洗涤后的产品超声分散于3.2mL乙酸乙酯中，即制得氢氧化镁/乙酸乙酯透明分散体。
所得氢氧化镁/乙酸乙酯透明分散体产品白色透明，液相介质为乙酸乙酯，纳米氢氧化镁颗粒外包覆γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，固含量为50%，静置15月无沉降。经检测，氢氧化镁/乙酸乙酯透明分散体中的纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5-30nm。
实施例9
一种透明氢氧化镁液相分散体的应用，包括如下步骤：
（1）预处理原料：将液态环氧树脂E51（环氧值在0.48～0.52mol/100g间）在50℃的条件下真空干燥除水（真空度为-0.15MPa），真空干燥除水的时间为160min，直到液态的环氧树脂变得透明且没有气泡冒出为止；向预处理后的液态环氧树脂E51中加入甲苯，充分混合，制得环氧树脂原液，其中液态环氧树脂E51与甲苯的质量比为5:1；
（2）加入阻燃剂：向环氧树脂原液中加入质量分数为45wt%氢氧化镁/甲苯透明分散体，液态环氧树脂E51与氢氧化镁的质量比为7:3，充分混合，制得环氧树脂/氢氧化镁分散体；
（3）制备预聚物：将环氧树脂/氢氧化镁复合物至于混合容器中，在室温下，加入与液态环氧树脂质量相对应的二乙烯三胺固化剂（根据步骤1中液相环氧树脂的量确定），搅拌20min，使之充分混合，得到预聚物；将预聚物在室温下抽真空脱气5min（真空度为-0.1MPa），以去除预聚物中的空气和少量的水，制得环氧树脂/氢氧化镁预聚物；
（4）预聚物固化：将磨具预热到30℃，随后将环氧树脂/氢氧化镁预聚物浇注到模具中，将模具连同环氧树脂/氢氧化镁预聚物一同抽真空再脱气5min（真空度为-0.1MPa），脱气后的预聚物在室温下固化2d，再100℃后固化2h，得到环氧树脂纳米复合材料（产品）；
（5）阻燃性能测试：测试3个空白样品的离火燃烧时间均大于15s，有明显的滴落现象，测试3个所得环氧树脂纳米复合材料产品的离火燃烧时间均小于2s，燃烧无滴落现象，说明产品的阻燃性能较好。
实施例10
一种透明氢氧化镁液相分散体的应用，包括如下步骤：
（1）原料制备：将聚丙烯PP溶于甲苯中，将聚乙烯PE溶于100℃的甲苯中，二者混合后，迅速加入质量分数为20%的氢氧化镁/甲苯透明分散体及润滑分散剂（聚乙烯蜡），充分混合，除去溶剂。混合采用高速混合机，加热混合均匀，控制温度：110℃，混合时间1h，转速为2000r/min。然后将上述混合后的原料在鼓风干燥箱中烘干2h，以去除多余的溶剂，烘干温度为140℃。原料配比如下表10-1所示：
表10-1：
原料组分 质量分数%
聚乙烯PE 20
聚丙烯PP 41
氢氧化镁 35
润滑分散剂（聚乙烯蜡） 4
（2）加工挤出：将烘干并混匀的原料加入双螺杆挤出机中加工挤出，挤出机温度控制为150～170℃，机头140℃，二区温度为170℃，螺杆转速控制在40r/min，压强1.2～1.5MPa下熔融挤出；
（3）注塑成型：挤出的产品通过注塑机成型得到本发明的阻燃复合材料，注射压力为0.4MPa，注射筒温度为170℃，模温为35℃，注射时间15s；
（4）阻燃性能测试：产品的阻燃性能测试结果如下表10-2所示：
表10-2：
名称 纯PE/PP性能参数 本发明性能参数
离火燃烧时间 >5s 0s
垂直燃烧等级 完全燃烧殆尽 V-0
燃烧现象 严重滴落 不滴落
实施例11
一种透明氢氧化镁液相分散体的应用，包括如下步骤：
将2.52g水性聚氨酯PU成膜物溶于20mL水中制得粘合剂溶液，体系中粘合剂在水中的浓度为11.1wt%；量取浓度为10wt%的氢氧化镁/水透明分散体9mL，加入到上述粘合剂溶液中，超声分散0.5h，得到织物涂层原液；将织物浸渍在织物涂层原液中1h后，160℃烘干5min即制得成品；分别取五个空白织物样品条和五个涂层织物样品条，测试其离火燃烧时间；空白织物样品条的离火燃烧时间均大于15s，涂层织物样品条均小于2s，燃烧无滴落现象，说明添加氢氧化镁分散体的涂层阻燃效果较好。
实施例12
一种透明氢氧化镁液相分散体的应用，包括如下步骤：
（1）制备制模原液：将14.7gPVP粉末溶于100mL乙醇中，制得聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液；量取浓度为5wt%的氢氧化镁/乙醇透明分散体170mL，加入到上述聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液中，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液，体系参数如下表12-1所示；
表12-1：
（2）选用石英基片提拉成膜：将石英基片用去离子水、酒精进行预处理后，将其固定在提拉膜机的夹片上，将石英基片浸泡在步骤（1）得到的制膜原液中，提拉成膜，提拉速度为6mm/min，所得薄膜厚度为750nm。
（3）产品性能测试：测试空白样品的可见光透过率为84%，其离火燃烧时间为16s，有明显的滴落现象，而所得产品的可见光透过率为83%，其离火燃烧时间为0s，无滴落现象，说明产品的光学性能和阻燃性能均较好。
上述实施例1中的透明氢氧化镁液相分散体的扫描电镜照片见图1。透射电镜照片见图2和图3。从照片中可以看到，氢氧化镁晶体粒径小且分布均匀，一维尺寸为0.5～30nm，且分散体可以看到明显的丁达尔现象。同样实施例2-8，也得到同样的结果。
实施例13
重复实施例1，其不同之处仅在于，所述镁盐是四水合醋酸镁，质量为2.675g；其效果和实施例1相近似。
实施例14
重复实施例6，其不同之处仅在于：步骤1）中，将1.85g无水硝酸镁溶于200g异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种的混合液中，制得硝酸镁溶液；其效果和实施例6相近似。
实施例15
重复实施例8，其不同之处仅在于：步骤2）中，将3g氢氧化钠溶于500g异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或几种的混合液中，制得氢氧化钠溶液；其效果和实施例8相近似。
实施例16
重复实施例8，其不同之处仅在于：步骤6）中，将洗涤后的产品超声分散于3.2mL异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、正己烷或环己烷中；制得相应的氢氧化镁/有机溶剂分散体；其效果和实施例8相近似。
实施例17
重复实施例8，其不同之处仅在于：步骤4）中，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬质酸钠、钛酸酯或聚乙烯醇；其效果和实施例8相近似。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (24)

1.一种透明氢氧化镁液相分散体，其特征在于：是由液相介质和改性纳米氢氧化镁颗粒组成，所述改性纳米氢氧化镁颗粒均匀的分散在液相介质中，所述改性纳米氢氧化镁颗粒为纳米氢氧化镁颗粒外包覆表面活性剂层，分散体中的固含量为1wt％～50wt％；纳米氢氧化镁颗粒的一维尺寸为0.5～30nm；所述的液相介质是水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物；
所述分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将镁盐溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，制得镁盐溶液；
2)将碱溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，制得碱液；
3)将碱液加入到镁盐溶液中，得反应液；
4)往反应液中加入表面活性剂进行改性，
5)静置、过滤并洗涤，得滤饼；
6)将滤饼分散在水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物中，得到产物；
步骤1)中，所述镁盐溶液浓度为1wt％～30wt％；
步骤2)中，碱液的浓度为1wt％～40wt％；
步骤3)中，碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为7～14；
所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为1％～40％。
2.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。
3.根据权利要求1或2所述的分散体，其特征在于：所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钠、钛酸酯、聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为2％～30％。
5.根据权利要求4所述的分散体，其特征在于：所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为5％～25％。
6.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：所述镁盐选自下列物质中的一种或多种：硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、醋酸镁。
7.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：所述镁盐溶液浓度为1wt％～20wt％。
8.根据权利要求7所述的分散体，其特征在于：所述镁盐溶液浓度为1wt％～5wt％。
9.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤1)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃。
10.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤2)中，所述碱选自下列物质中的一种或多种：氢氧化钠、氢氧化钾、氨水。
11.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤3)中，将碱液加入到镁盐溶液中之前，将镁盐溶液充分搅拌均匀；碱液加入镁盐溶液的方式为逐滴加入。
12.根据权利要求11所述的分散体，其特征在于：搅拌速度≥300r/min。
13.根据权利要求12所述的分散体，其特征在于：搅拌速度≥600r/min。
14.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤3)中，反应温度为20～70℃.
15.根据权利要求14所述的分散体，其特征在于：反应温度为25～60℃。
16.根据权利要求15所述的分散体，其特征在于：反应温度为25～55℃。
17.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为7.5～13。
18.根据权利要求17所述的分散体，其特征在于：碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的pH值为8～12。
19.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤4)中，往反应液中加入表面活性剂溶液进行改性时，调节反应体系的改性温度为30～95℃，控制改性时间为0.5～5h。
20.根据权利要求19所述的分散体，其特征在于：调节反应体系的改性温度为35～90℃，控制改性时间1～4h。
21.根据权利要求20所述的分散体，其特征在于：调节反应体系的改性温度为35～85℃，控制改性时间为1.5～4h。
22.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤5)中，所述静置时间为0.5～5h。
23.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于：步骤6)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、正己烷、环己烷。
24.如权利要求1所述的一种透明氢氧化镁液相分散体的应用；其特征在于：所述透明氢氧化镁液相分散体用作电子器件、建筑材料、医用材料、织物、涂剂的阻燃剂；或用作食品、药物、油品的添加剂；或用作酸性气体吸收、工业废水处理及作为催化剂的载体使用。
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