CN110606982A - 碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其包括均相共沉淀的六角片状的氢氧化镁以及碱式硼酸镁。本发明还提供了上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的制备方法，包括步骤：S1、向硼镁盐溶液中添加过量碱液，沉淀完全获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆；S2、高剪切分散或与研磨集成处理获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；S3、将碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆进行水热反应，获得复合阻燃剂前驱体料浆；S4、将复合阻燃剂前驱体料浆经固液分离、淋洗、再浆洗涤、表面改性、固液分离、干燥即可。该制备方法所获得的均相共沉淀的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其中碱式硼酸镁与氢氧化镁可通过产生协同效应而具有更为优异的阻燃性能。

Description

碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明属于无机阻燃剂技术领域，具体来讲，涉及一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法。
背景技术
随着各国环保意识的增强及阻燃法规的相继颁布，阻燃剂市场发展很快。目前广泛应用的阻燃剂有卤系(主要为氯系和溴系)、磷系(包括卤-磷系)和无机类阻燃剂(主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、多聚磷酸铵、硼酸锌、氧化锑和钼化合物等)。由于卤素阻燃剂在燃烧时释放出大量的烟和有毒气体，发达国家对其使用已经作出了严格的限制。随着生活水平的提高，人们对安全以及环保的要求也相应地提高，中国对其应用也做出相应的规定。发烟是聚合物燃烧的基本特征，烟密度过大不仅降低环境能见度，给救灾带来种种不便，而且烟也是火灾时最致命的因素，资料统计，火灾中80％的死亡是烟窒息所致。因此阻燃技术中“阻燃”和“抑烟”已相提并论；而且对某些类型的塑料材质，如PVC而言，抑烟比阻燃更为重要。
无机阻燃剂具有价格低廉、来源广泛、无毒、无腐蚀、燃烧时不造成二次污染等优点。为了减少阻燃剂的有害副作用，各国都在集中力量研制高性能无机阻燃剂。
要作为绿色环保型新型无机添加性阻燃剂，其粒径、晶型、表面化学性能及纯度都需要到达一定的标准，否则，很难应用于高分子聚合物中；而达到上述技术指标要求的无机阻燃剂，其附加值也是最高的。
目前，传统制备氢氧化镁主要利用盐湖丰产的纯度大于95％水氯镁石，该水氯镁石需要将提钾后老卤继续通过盐田日晒浓缩蒸发而获得，在制备氢氧化镁时，需要再次加水溶解，精制除去水不溶物后方能使用；也有部分技术直接采用盐湖提钾后产生的老卤作为原料来制备氢氧化镁，但一般这种情况下，为了降低氢氧化镁产物中杂质的含量、提高其品位，还需要先将老卤原料中的锂、硼等元素进行去除方可，将会导致工艺复杂化。
与此同时，我国拥有非常多的盐湖资源，主要分布在青海、西藏、新疆、内蒙等地。尤其青海与西藏盐湖蕴含着丰富的钾、钠、锂、镁、硼等资源，如果能其资源全部被充分利用，其经济价值巨大。然而，青海盐湖近半个世界以来，为了保证我国粮食安全，主要以钾资源开发为主。近十年，随着新能源的快速发展，盐湖中的锂资源的开发利用，引起了社会各界人士的广泛关注。但是，在青海柴达木盆地每年副产5000～8000万吨的水氯镁石和3～6万吨的硼酸资源，一直以来没有引起重视，主要开发一些低附加值的粗级产品，其硼镁资源的利用率不足2％。因此，开发利用好盐湖硼镁资源，是实现盐湖资源综合利用、绿色可持续发展的关键环节。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法，该制备方法以硼镁盐溶液作为原料，通过反应合成-高剪切分散或与研磨集成-水热晶型转变-表面改性等，获得了均相共沉淀的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其中碱式硼酸镁与氢氧化镁可通过产生协同效应而具有更为优异的阻燃性能。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，包括六角片状的氢氧化镁以及与所述氢氧化镁均相共沉淀的碱式硼酸镁。
进一步地，在所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂中，碱式硼酸镁和氢氧化镁的总质量百分数不低于98.5％；其中，所述碱式硼酸镁的质量百分数为0.5％～10％。
进一步地，所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的D50≤1.5μm，D90≤3.5μm。
本发明的另一目的在于提供一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的制备方法，包括步骤：
S1、在搅拌线速度不低于10m/s的搅拌强度下，向硼镁盐溶液中匀速地加入碱液，直至体系的pH为9～14，并于45℃～80℃下反应直至沉淀完全，继续混合不低于30min，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆；其中，在所述硼镁盐溶液中，Mg2+的浓度为90g/L～130g/L，B3+的浓度为0.2g/L～5.5g/L，Cl-的浓度为290g/L～350g/L；所述硼镁盐溶液中还包括Li+和/或K+和/或Na+，Li+的浓度为0.2g/L～4.5g/L，K+的浓度为0.6g/L～1.1g/L，Na+的浓度为1.3g/L～2.8g/L；
S2、高剪切分散或与研磨集成处理所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；
S3、将所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆于100℃～250℃下水热反应2h～4h，生成碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁，获得复合阻燃剂前驱体料浆；
S4、将所述复合阻燃剂前驱体料浆固液分离后所得固相依次进行淋洗和再浆洗涤，向再浆洗涤所得滤饼中添加表面改性剂，并于25℃～85℃下改性至少20min，改性后料浆经固液分离，所得改性后滤饼经干燥获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂；其中，所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂包括六角片状的氢氧化镁以及与所述氢氧化镁均相共沉淀的碱式硼酸镁。
进一步地，在所述步骤S2中，采用高剪切乳化装置研磨所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆。
进一步地，在所述步骤S1中，所述硼镁盐溶液为盐湖卤水提钾后产生的老卤、和/或盐湖卤水提锂后产生的富锂溶液。
进一步地，所述盐湖卤水源自察尔汗盐湖、吉乃尔东台盐湖、吉乃尔西台盐湖、一里坪盐湖、大柴旦盐湖中的至少一种。
进一步地，在所述步骤S1中，在所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中，固含量为5％～30％。
进一步地，在所述步骤S1中，所述碱液的浓度为3.7mol/L～12.6mol/L。
进一步地，在所述步骤S4中，所述表面改性剂的添加量占再浆洗涤所得滤饼中碱式硼酸镁/氢氧化镁总干基重量的0.5％～10％。
本发明的有益效果：
(1)本发明以硼镁盐溶液作为原料，优选为盐湖卤水提钾后产生的老卤，直接制备出碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，同时将硼与镁得以充分利用；相对采用传统的纯氯化镁溶液而言，其产品形貌较为规整，粒径分布较为均匀。同时，所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂属于均相共沉淀化合物，不同于将碱式硼酸镁和氢氧化镁两者通过物理混合获得的简单混合物，其阻燃效果比物理混合具有更好的协同效应；并且，绿色环保新型碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂具有优异的耐高温耐腐蚀性与阻燃性能，它们在改善金属、塑料及陶瓷等复合材料性能方面都有重要的应用价值。
(2)本发明通过调控水热时间和/或温度、料浆pH，可以改变碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂中二者的相对比例；这两种物质共存可以起到对阻燃性能的协效作用，且不同比例将具有不同的协效阻燃作用。
(3)本发明通过对碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆进行研磨，有效控制了碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的D50和D90，即不仅保证了产品粒径的均匀性，也具有粒径分布窄的优点。
(4)本发明结合对碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆进行水热作用，使其中的氢氧化镁从无规程的片状转化为规整度高的六角片状，其比表面积也逐渐变小；在晶型转化过程中，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆中含有的其他金属离子产生盐析效应而作为晶型转化剂，不需要在此过程额外加入转化剂。与此同时，相比现有技术中的一般晶型转化方法所需要的高浓度(2mol/L～4mol/L)碱液所带来的对设备腐蚀性强的问题，本发明在晶型转变过程中，可直接利用料浆中略微过量的碱液以及其中其他金属阳离子的作用，避免了设备腐蚀问题，减少了在工业生产过程中对设备材质的高要求，也降低了投资与成本。
(5)本发明优选以盐湖卤水提钾后产生的老卤作为硼镁盐溶液，不仅回收了提钾后老卤中的硼镁资源，而且为膜法以及吸附法提锂技术纯化了原料，简化了两种提锂方法的工艺流程；由此，该发明还能用于上述两种提锂方法制备的富锂溶液中的硼镁除杂；并且，该发明还可集成至膜法以及吸附法提锂工艺中，提高盐湖锂、镁、硼等资源综合利用率。
(6)本发明的整个工艺中没有废渣产生，所有产生的液体，可作为提取碳酸锂的原料，实现盐湖资源的综合利用。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的制备方法的工艺流程图；
图2是根据本发明的实施例1的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图3是根据本发明的实施例2的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图4是根据本发明的实施例3的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图5是根据本发明的实施例4的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图6是根据本发明的实施例5的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图7是根据本发明的实施例6的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图8和图9是根据本发明的实施例7的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆的SEM图片；
图10和图11是根据本发明的实施例7的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆的SEM图片；
图12和图13是根据本发明的实施例7的复合阻燃剂前驱体料浆的SEM图片；
图14是根据本发明的对比例1的第一对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图15是根据本发明的对比例2的第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的SEM图片；
图16是根据本发明的对比例3的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂的SEM图片。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
本发明提供了一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其包括六角片状的氢氧化镁以及与该氢氧化镁均相共沉淀的碱式硼酸镁。
在该碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂中，碱式硼酸镁和氢氧化镁的总质量百分数不低于98.5％；其中，碱式硼酸镁的质量百分数为0.5％～10％。
进一步地，在该碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂中，D50≤1.5μm，D90≤3.5μm；由此可以看出，本发明所提供的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂不仅保证了产品粒径的均匀性，也具有粒径分布窄的优点。
值得说明的是，本发明的发明人在大量实验的基础上确认该种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的应当具有如表1所示的质量要求。
表1碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求
本发明还提供了上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的制备方法，参照图1工艺流程图所示，其制备方法包括下述步骤：
在步骤S1中，在搅拌线速度不低于10m/s的搅拌强度下，向硼镁盐溶液中添加碱液直至体系的pH为9～14，并于45℃～80℃下反应直至沉淀完全，继续混合不低于30min，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆。
具体来讲，所述硼镁盐溶液具有如下组成：90g/L～130g/L的Mg2+、0.2g/L～5.5g/L的B3+、290g/L～350g/L的Cl-；上述三种离子为主要成分，该硼镁盐溶液中还包括0.2g/L～4.5g/L的Li+、0.6g/L～1.1g/L的K+、1.3g/L～2.8g/L的Na+中的至少一种。
为此，结合我国盐湖卤水的开发现状，上述硼镁盐溶液优选为源自察尔汗盐湖、吉乃尔东台盐湖、吉乃尔西台盐湖、一里坪盐湖、大柴旦盐湖等盐湖中的盐湖卤水提钾后产生的老卤；其中，氯化镁处于饱和或近饱和状态，并且含有部分锂、钠、钾、硼等元素。同时，上述硼镁盐溶液还可以是察尔汗盐湖、吉乃尔东台盐湖、吉乃尔西台盐湖、一里坪盐湖、大柴旦盐湖等盐湖中的盐湖卤水提锂后产生的富锂溶液，一般来讲，上述盐湖卤水在采用膜法或吸附法提锂前需先进行提镁，而提锂后对应获得的富锂溶液中仍含有较高的镁含量。
表2示出了上述五种盐湖卤水提钾后产生的老卤的主要成分。
表2部分盐湖卤水提钾后老卤的主要组成
值得说明的是，在上述表2中，仅示出了某次提钾工艺对应产生的老卤的具体组成，但并非每次提钾工艺产生的老卤均与其完全一致，而是组成基本稳定，不会出现大幅变化。
在本步骤中，所用碱液的浓度控制为3.7mol/L～12.6mol/L，并且优选为NaOH溶液。
在所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中，控制固含量为5％～30％；换句话说，在所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中，主要包括氢氧化镁和碱式硼酸镁两种沉淀物，上述固含量即这两种沉淀物的总质量与该碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆的质量之比。
在步骤S2中，高剪切分散或与研磨集成处理碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆。
优选地，采用高剪切乳化装置高剪切分散或与研磨集成处理碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆；如此，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中的氢氧化镁颗粒和碱式硼酸镁颗粒即可在高剪切力的作用下，大颗粒粉体分解为细小的颗粒过程中具有分级作用，这种作用将符合粒径要求的粉体被及时分离出来，而不至于过细，大颗粒粉体逐级在高剪切乳化装置内继续分解细化，直至粒径符合要求，由于这种留大放小的功能，可以保障碱式硼酸镁/氢氧化镁粒径的均匀性，与传统研磨工艺相比较粒径分布窄，设备效率高。
值得说明的是，本发明的发明人在采用商业化的高剪切乳化装置时发现，该装置虽然具有较强的分散功能以及部分粉体剪切与细化功能，但粒径分布较宽，并不能满足本发明预制备的复合阻燃剂对粉体粒径分布的要求。为了充分利用该设备效率高、能耗低、分散功能强等优点，进一步加强该设备对复合阻燃剂粉体剪切、细化与筛分功能，本发明的发明人针对该高剪切乳化装置进行了部分改进，具体包括将高剪切乳化装置内部单一尺寸多孔性定转子更改为三组不同规格尺寸定转子，其孔径大小按由大至小排序。由此，本发明改进后的特制高剪切乳化装置不仅起到粉体多级剪切与细化作用，同时由于定转子孔径差异，粉体在细化过程中，还起到粉体筛分与分级作用，从而粉体在细化过程中，满足了粉体粒径分布的要求。改进后的特制高剪切乳化装置与普通砂磨机粉体研磨相比较，其设备效率大幅度提高(相同生产能力设备功率由原来75kW降至7.5kW)，粉体粒径分布明显变窄(在D50为1.5μm相同的条件下，D90由原来7μm～8μm降至2μm～4μm)。
在步骤S3中，将碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆于100℃～250℃下水热反应2h～4h，生成碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
如此，即通过水热作用，将碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆中的氢氧化镁从无规程的片状转化为规整度高的六角片状，其比表面积也逐渐变小，从而在应用过程中凸显出更好的效果。这是由于，原则上来讲：粉体粒径越小，比表面积越大，粉体堆积密度越小，粘度越大，无论是料浆输送与过滤都是粉体行业的技术难题；因此，粉体粒径越小且比表面积越小是技术先进的标志。为此，在本发明中，比表面积越小，料浆的粘度越低，大幅度提高料浆输送与过滤性能，提高生产能力，降低生产成本，而比表面积越小的复合阻燃剂粉体，添加至聚合物中应用时，阻燃聚合物的粘度也大幅度降低，提高其加工性能与生产效率，同时降低生产成本。而对应在现有技术制备氢氧化镁阻燃剂的过程中，常规方法生产的氢氧化镁助燃剂的主要应用问题是氢氧化镁颗粒表面积大，极性很强，带有正电荷，表面能高，颗粒间极易凝聚成团，二次团聚颗粒较大，在树脂中应用时分散性差，晶体微观内应变大，这就意味着其表面积大，填充到各材料中时，使材料的加工性能恶化，会影响其机械强度等。
值得说明的是，在水热的晶型转化过程中，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆中含有的其他金属离子(如硼镁盐溶液中的锂、钠、钾等)与过量的碱液作用而作为晶型转化剂，即其中存在的其他金属离子产生盐析效应，该转化过程不需要在此过程额外加入转化剂，且此时这部分金属离子与过量的碱液所形成的氢氧化物的浓度也非常低(即碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆的pH仅为9～14)，避免了现有技术中的一般晶型转化方法所需要的高浓度(2mol/L～4mol/L)碱液所带来的对设备腐蚀性强的问题，减少了在工业生产过程中对设备材质的高要求，也降低了投资与成本。
在步骤S4中，将复合阻燃剂前驱体料浆固液分离后所得固相依次进行淋洗和再浆洗涤，向再浆洗涤所得滤饼中添加表面改性剂，并于25℃～85℃下改性至少20min，改性后料浆经固液分离，所得改性后滤饼经干燥获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂。
具体来讲，控制表面改性剂的添加量占再浆洗涤所得滤饼中氢氧化镁与碱式硼酸镁总干基重量的0.5％～10％即可；一般来讲，以γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷作为表面改性剂即可。
与此同时，淋洗的技术指标控制为对应产生的滤饼中Cl-的质量百分数不超过0.05％即认为合格。
改性后料浆经固液分离所产生的滤液中仍旧存在部分未参与改性反应的表面改性剂，为此，优选将这部分滤液返回至表面改性过程中循环利用，即将这部分滤液与再浆洗涤所得滤饼即表面改性剂混合。
以下将通过具体的实施例来说明本发明的上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法，然而，本领域技术人员应当理解的是，下述实施例仅是本发明的具体示例，不用于限制其全部。
实施例1
将吉乃尔西台盐湖卤水提钾后产生的老卤(Mg2+的浓度为92.43g/L、Li+的浓度为4.378g/L、B3+的浓度为5.323g/L、Cl-的浓度为299.9g/L)与浓度为365g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在12左右，反应温度控制在45℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量约为9％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为1.25μm，D90为2.47μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在95℃并恒温水热反应4h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为15％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的1.75％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为20min，反应温度为85℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为35％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在300℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表3所示。
表3碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行扫描电镜(简称SEM)测试，其SEM图片如图2所示。
从表3和图2可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，将本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的添加至聚合物材料中，并测定其力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换本实施例的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品1，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品1；二者组分对比如表4所示，对应性能测试结果如表5所示。
表4应用产品1与对比应用产品1的组分对比
表5应用产品1与对比应用产品1的性能测试对比
从表5中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例2
将吉乃尔西台盐湖卤水提钾后产生的老卤与浓度为438g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在14左右，反应温度控制在75℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量约为10.5％。
本实施例中老卤组成与实施例1中相同。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为1.12μm，D90为2.46μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在160℃并恒温水热反应3h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为20％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的2.5％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为20min，反应温度为65℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为31％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在200℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表6所示。
表6碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图3所示。
从表6和图3可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品2，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品2；二者组分对比如表7所示，对应性能测试结果如表8所示。
表7应用产品2与对比应用产品2的组分对比
表8应用产品2与对比应用产品2的性能测试对比
从表8中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例3
将吉乃尔西台盐湖卤水提钾后产生的老卤与浓度为300g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在9左右，反应温度控制在55℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量约为8.2％。
本实施例中老卤组成与实施例1中相同。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50≤0.88μm，D90≤1.97μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在220℃并恒温水热反应2h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为15％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的8.78％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为30min，反应温度为55℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为33％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在200℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表9所示。
表9碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图4所示。
从表9和图4可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品3，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品3；二者组分对比如表10所示，对应性能测试结果如表11所示。
表10应用产品3与对比应用产品3的组分对比
表11应用产品3与对比应用产品3的性能测试对比
从表11中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例4
将大柴旦盐湖卤水提钾后产生的老卤(Mg2+的浓度为124.10g/L、Li+的浓度为2.068g/L、B3+的浓度为5.478g/L、Cl-的浓度为341.1g/L)与浓度为490g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在10左右，反应温度控制在75℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量为15％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为1.41μm，D90为3.08μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在220℃并恒温水热反应4h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为25％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的3.0％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为20min，反应温度为45℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为36％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在200℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表12所示。
表12碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图5所示。
从表12和图5可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品4，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品4；二者组分对比如表13所示，对应性能测试结果如表14所示。
表13应用产品4与对比应用产品4的组分对比
表14应用产品4与对比应用产品4的性能测试对比
从表14中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例5
将察尔汗盐湖卤水提钾后产生的老卤(Mg2+的浓度为96.01g/L、Li+的浓度为0.2113g/L、B3+的浓度为0.2163g/L、Cl-的浓度为323.5g/L)与浓度为380g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在12～14，反应温度控制在75℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量为10％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为1.12μm，D90为2.35μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在220℃并恒温水热反应4h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为30％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的5.0％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为35min，反应温度为55℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为31％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在200℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表15所示。
表15碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图6所示。
从表15和图6可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品5，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品5；二者组分对比如表16所示，对应性能测试结果如表17所示。
表16应用产品5与对比应用产品5的组分对比
表17应用产品5与对比应用产品5的性能测试对比
从表17中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例6
本实施例采用的硼镁盐溶液来源于盐湖卤水经膜法或吸附法提锂后产生的富锂溶液，虽然一般盐湖卤水在提锂前需先提镁，但获得的富锂溶液中镁含量仍旧较高，一般其中Li+与Mg2+的物质的量之比仍旧达到1:4的比例；在本实施例中采用的上述富锂溶液中，Mg2+的浓度为48.68g/L、Li+的浓度为24.75g/L、B3+的浓度为1.756g/L。
将该富锂溶液与浓度为210g/L的烧碱溶液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在13～14，反应温度控制在60℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量约为5％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为0.95μm，D90为2.08μm。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在180℃并恒温水热反应3h，获得复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为25％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的10％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为35min，反应温度为55℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为30％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在150℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表18所示。
表18碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图7所示。
从表18和图7可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法但针对不同聚合物体系测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品6，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品6；二者组分对比如表19所示，对应性能测试结果如表20所示。
表19应用产品6与对比应用产品6的组分对比
表20应用产品6与对比应用产品6的性能测试对比
从表20中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
实施例7
本实施例与实施例4的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例4的不同之处。实施例7与实施例4的不同之处在于，在本实施例中，采用相同的硼镁盐溶液和碱液混合反应生成碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，反应pH值控制在9左右，反应温度控制在60℃，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中固含量为15％；获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆的SEM图片如图8和图9所示。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆转入本发明特殊定制的高剪切乳化装置中，细化大颗粒，定时取样检测粒径变化，直至粒径符合要求，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；本实施例中粒径控制为D50为1.39μm，D90为3.38μm。获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆的SEM图片如图10和图11所示。
将上述细化完成后的获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在200℃并恒温水热反应3h，获得复合阻燃剂前驱体料浆；获得的复合阻燃剂前驱体料浆如图12和图13所示。
将上述水热改性后获得的获得复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为25％的碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的3.0％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为30min，反应温度为75℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为37％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在250℃下烘干，得到碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表21所示。
表21碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
从表21可以看出，本实施例制备获得的产品其粒径、晶型、表面改性及纯度达到了上述表1中对于本发明中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的质量要求。
以下通过具体的应用来说明本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果。
具体来讲，采用同实施例1中相同的方法但针对不同聚合物体系测定本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实施例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的有益效果，本实施例中也采用等添加量的现有技术中的氢氧化镁阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，并对比二者的性能。本实施例应用产品记作应用产品7，氢氧化镁阻燃剂应用产品记作对比应用产品7；二者组分对比如表22所示，对应性能测试结果如表23所示。
表22应用产品7与对比应用产品7的组分对比
表23应用产品7与对比应用产品7的性能测试对比
从表23中可以看出，本实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其相比现有技术中的氢氧化镁阻燃剂，在共混扭矩、抗拉强度、断裂伸长率以及阻燃(UL94)等方面的性能均更优异。
为了说明上述制备工艺中各参数的重要性，进行了下述对比实验。
对比例1
将实施例1所用老卤与实施例1所用的烧碱溶液按常规方法反应生成氢氧化镁料浆，反应pH值控制在7～8左右，反应温度控制在70℃，所得碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合料浆中固含量为8％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合料浆转入湿磨装置中，细化大颗粒，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合细料浆；本对比例中粒径控制为D50为1.45μm，D90为3.94μm。
将上述细化完成后获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在100℃并恒温水热反应4h，获得对比复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的对比复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为15％的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的1.75％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为20min，反应温度为85℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为38％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在300℃下烘干，得到第一对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得第一对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表24所示。
表24第一对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本实施例所得产品的组成进行扫描电镜(简称SEM)测试，其SEM图片如图14所示。
从表24和图14可以看出，本对比例制备获得的第一对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品其粒径、晶型、比表面积、表面改性及纯度本均比本发明的上述实施例中所得均相共沉淀法的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂低一个数量级。
对比例2
将实施例4所用老卤与实施例4所用的烧碱溶液按常规方法反应生成氢氧化镁料浆，反应pH值控制在8左右，反应温度控制在75℃，所得碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合料浆中固含量约为13％。
将上述碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合料浆转入湿磨装置中，细化大颗粒，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合细料浆；本对比例中粒径控制为D50为1.41μm，D90为3.99μm。
将上述细化完成后获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁对比复合细料浆一次性全部转入高压反应釜中，温度控制在220℃并恒温水热反应4h，获得对比复合阻燃剂前驱体料浆。
将上述水热改性后获得的对比复合阻燃剂前驱体料浆冷却至室温，进行固液分离，得到的滤液用于制备锂盐产品，湿滤饼经过淋洗，检测滤饼中Cl-含量合格后，加入纯水进行再浆洗涤，获得其中固含量为25％的再浆洗涤滤饼；向该再浆洗涤滤饼中加入碱式硼酸镁与六角片状氢氧化镁干基总质量的3.0％的改性剂γ-(乙酰氧丙基)三甲氧基硅烷，改性反应时间为20min，反应温度为45℃。
将上述表面改性后的料浆进行固液分离，所得滤液收集后返回至表面改性步骤中循环使用，同时得到的含水份为37％的改性后滤饼；将该改性后滤饼在200℃下烘干，得到第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品。
对本实施例所得第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表25所示。
表25第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的分析检测结果
对本对比例所得第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图15所示。
从表25和图15可以看出，本对比例制备获得的第二对比碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂产品其粒径、晶型、比表面积、表面改性及纯度均比本发明的上述实施例中所得均相共沉淀法的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂低一个数量级。
对比例3
为了进一步验证本发明上述实施例获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂是一种均相共沉淀，而并非是碱式硼酸镁与六角片状的氢氧化镁的物理混合物，按照上述实施例1中的组分比例物理混合碱式硼酸镁与六角片状的氢氧化镁，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂；该碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂产品的组成进行分析检测，其分析检测结果如表26所示。
表26碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂产品的分析检测结果
对本对比例所得碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂产品的组成进行SEM测试，其SEM图片如图16所示。
从表26和图16看出，经物理混合获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂在组成方面虽然与实施例1中均相共沉淀获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的差距不大，但是在物理混合时规整的晶型会被搅拌有所破坏，由此比表面积也有所增大。
其一，基于碱式硼酸镁的形貌更容易形成棒状、针状或者晶须状，因此，如果将氢氧化镁与碱式硼酸镁物理混合，则在所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂产品的SEM图中，会有针状与片状共存的形式；而对于本发明获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂来说，其主含量为氢氧化镁，并且由于从均匀的液体中在高速搅拌条件下，碱式硼酸镁与氢氧化镁形成均相共沉淀化合物，由此碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的形貌即呈现单一晶型。
其二，对本对比例中碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂产品与实施例1中碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂分别进行了热重测试(简称TG)；从二者的TG测试数据也可以看出，氢氧化镁热分解温度为340℃，碱式硼酸镁分解温度为470℃；由此，若二者是物理混合，则该混合物在TG表征过程中会出现340℃与470℃两个分解温度；而本发明所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂在340℃～470℃之间仅出现了一个分解温度，即该碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂并非是简单的物理混合。
其三，通过具体的应用来说明本对比例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂的效果不及本发明获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂。
与此同时，采用同实施例1中相同的方法但针对不同聚合物体系测定本对比例所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂的力学性能、阻燃性能等。
为了直观体现本实对比所获得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂的有益效果不及实施例1，本对比例中也采用等添加量的实施例1中的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂替换碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂，并对比二者的性能。本对比例应用产品记作对比应用产品8，碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂应用产品记作应用产品8；二者组分对比如表27所示，对应性能测试结果如表28所示。
表27应用产品8与对比应用产品8的组分对比
表28应用产品8与对比应用产品8的性能测试对比
从表28可以看出，本发明的均相共沉淀的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂比本对比例的物理混合方法制得的碱式硼酸镁/氢氧化镁混合阻燃剂具有更好的阻燃效果，如通过锥形量热仪测得的最大热释放速率更小，UL94垂直燃烧性能更好；这是由于本发明的均相共沉淀的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂在成炭过程中，能形成强度更高的玻璃状硼镁氧化物，而不是单独的氧化硼与氧化镁，从而起到机械阻隔作用，由此其相比本对比例中简单的物理混合物能够实现更好的协同效应。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其特征在于，包括六角片状的氢氧化镁以及与所述氢氧化镁均相共沉淀的碱式硼酸镁。
2.根据权利要求1所述的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其特征在于，在所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂中，碱式硼酸镁和氢氧化镁的总质量百分数不低于98.5％；其中，所述碱式硼酸镁的质量百分数为0.5％～10％。
3.根据权利要求1或2所述的碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂，其特征在于，所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的D50≤1.5μm，D90≤3.5μm。
4.一种碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、在搅拌线速度不低于10m/s的搅拌强度下，向硼镁盐溶液中匀速地加入碱液，直至体系的pH为9～14，并于45℃～80℃下反应直至沉淀完全，继续混合不低于30min，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆；其中，在所述硼镁盐溶液中，Mg2+的浓度为90g/L～130g/L，B3+的浓度为0.2g/L～5.5g/L，Cl-的浓度为290g/L～350g/L；所述硼镁盐溶液中还包括Li+和/或K+和/或Na+，Li+的浓度为0.2g/L～4.5g/L，K+的浓度为0.6g/L～1.1g/L，Na+的浓度为1.3g/L～2.8g/L；
S2、高剪切分散或与研磨集成处理所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆，获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆；
S3、将所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合细料浆于100℃～250℃下水热反应2h～4h，生成碱式硼酸镁/六角片状氢氧化镁，获得复合阻燃剂前驱体料浆；
S4、将所述复合阻燃剂前驱体料浆固液分离后所得固相依次进行淋洗和再浆洗涤，向再浆洗涤所得滤饼中添加表面改性剂，并于25℃～85℃下改性至少20min，改性后料浆经固液分离，所得改性后滤饼经干燥获得碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂；其中，所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合阻燃剂包括六角片状的氢氧化镁以及与所述氢氧化镁均相共沉淀的碱式硼酸镁。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，采用高剪切乳化装置分散或与研磨集成来处理所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述硼镁盐溶液为盐湖卤水提钾后产生的老卤、和/或盐湖卤水提锂后产生的富锂溶液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述盐湖卤水源自察尔汗盐湖、吉乃尔东台盐湖、吉乃尔西台盐湖、一里坪盐湖、大柴旦盐湖中的至少一种。
8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述碱式硼酸镁/氢氧化镁复合料浆中，固含量为5％～30％。
9.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述碱液的浓度为3.7mol/L～12.6mol/L。
10.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述表面改性剂的添加量占再浆洗涤所得滤饼中碱式硼酸镁/氢氧化镁总干基重量的0.5％～10％。
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