WO2006090446A1

WO2006090446A1 - 水酸化マグネシウム、その製造方法及びその水酸化マグネシウムからなる難燃剤並びにその水酸化マグネシウムを含む難燃性樹脂組成物

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Publication number: WO2006090446A1
Application number: PCT/JP2005/002914
Authority: WO
Inventors: Kiyotsugu Yamashita; Tetsuya Shimamura
Original assignee: Nozawa Corporation
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-08-31
Also published as: CN101119931B; JP4303724B2; CA2597863A1; CN101119931A; US20100069555A1; JPWO2006090446A1

Abstract

　比表面積が大きい水酸化マグネシウムを提供する。　マグネシウム含有物質を酸溶液に浸して化学分解し、得られた酸溶液にアルカリ溶液を添加して弱アルカリ性の一次アルカリ液を得、一次アルカリ液中の不純物を除去した後、さらにその一次アルカリ液にアルカリ溶液を添加して強アルカリ性の二次アルカリ液を得、二次アルカリ液中に水酸化マグネシウムを析出させることにより水酸化マグネシウムを製造する。

Description

明細書

水酸化マグネシウム、その製造方法及びその水酸化マグネシウムからなる難燃剤並びにその水酸化マグネシウムを含む難燃性樹脂組成物

技術分野

[0001] 本発明は高比表面積を有する水酸化マグネシウム及びその製造方法に関し、詳しくは、樹脂に配合することにより難燃性とともに優れた補強効果を付与することのできる水酸化マグネシウム及びその製造方法に関する。さらに、その水酸化マグネシウム力なる難燃剤及びその水酸化マグネシウムを含む難燃性樹脂組成物に関する。背景技術

[0002] 従来、熱可塑性樹脂は、成形性に優れるとともに機械的特性や電気的特性に優れること力ら、特に、テトラブロモビスフエノール A、デカブ口モジフエニルオキサイド等のハロゲン系難燃剤を配合した難燃性樹脂組成物は、例えば、建築、電気、機械、輸送等の種々の産業分野において広く用いられている。

[0003] 特に、ハロゲン系難燃剤を配合したポリ塩化ビニル樹脂組成物は難燃性に優れているので、床材を含む種々の建材のような成形品や電線、ケーブル等の被覆材として広く用いられている。しかし、そのような成形品や被覆材は、一旦燃焼すれば有毒ガスの発生による重大な環境問題を招く恐れがある。

[0004] そこで、焼却時にダイォキシンが発生しにくぐ燃焼時にハロゲン化水素などの有毒ガスを発生しない等の環境視点から水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物が注目されている。この金属水酸化物は燃焼時に熱分解して水を放出して吸熱するため、プラスチックなどの難燃剤として使用されており、水酸化アルミ二ゥムの熱分解温度は 200— 350°C、水酸化マグネシウムの熱分解温度は 340— 4 90°Cであるから、水酸化マグネシウムの方が難燃剤として、より有利であると言える。

[0005] 難燃性を支配する要因として金属水酸化物の比表面積があり、高比表面積を有する金属水酸化物を樹脂中に均一に分散させることで難燃性の向上を図ることができる力従来得られてレ、る水酸化マグネシウムの比表面積は 30m²/g程度が上限である。特許文献 1には、 30m²/gよりも大きい比表面積を有する水酸化マグネシウム粒子を特定の処理剤で処理した難燃剤及びその製造方法が記載されているが、その段落番号 0039には、難燃剤の比表面積は 30— 90m²/gが好ましいと記載されているだけで、その実施例に記載された難燃剤の比表面積の上限値は 62m²/gに過ぎず、この程度の比表面積では充分な難燃性を確保することができない。

[0006] ところで、水酸化マグネシウムのような金属水酸化物は、樹脂組成物に有効な難燃性を付与するためには樹脂に対して多量に添加しなければならず、他方、金属水酸化物は水酸基を有する親水性無機物質であって、有機高分子物質である樹脂への分散性や相溶性が低ぐ分散性に劣るという問題がある。また、金属水酸化物を樹脂に多量に配合して難燃性樹脂組成物とした場合、樹脂本来の望ましレ、特性が損なわれる恐れもある。さらに、水酸化マグネシウムを使用する場合、樹脂の耐熱老化性などに影響する鉄分などの不純物が少なぐ樹脂の特性や外観に影響する粒径が小さいという利点のある海水由来の水酸化マグネシウムが用いられることが多レ、。しかしながら、その海水由来の水酸化マグネシウムを高純度化するための精製工程に大きな費用を要するとレ、う問題がある。

特許文献 1 :特開 2003 - 129056号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、比表面積が大きい水酸化マグネシウムを提供することにある。また、本発明の目的、樹脂への分散性に優れた難燃剤を提供することにある。さらに、本発明の目的は、水酸化マグネシウムを低コストで製造することができる方法を提供することにある。そして、本発明の目的は、難燃性に優れるとともに機械的強度が高い難燃性榭脂組成物を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、本発明の水酸化マグネシウムは、マグネシウム含有物質を酸溶液で化学分解した後にアルカリ溶液を用いて pH調整することにより得ることのできる水酸化マグネシウムであって、 95 300m²/gの比表面積を有することを特徴としている。 [0009] また、本発明の難燃剤は、力かる水酸化マグネシウムを表面処理剤で表面処理してなることを特徴としている。

[0010] また、本発明の水酸化マグネシウムの製造方法は、マグネシウム含有物質を酸溶液で化学分解した後にアルカリ溶液を用いて pH調整することにより水酸化マグネシゥムを製造する方法であって、マグネシウム含有物質を酸溶液に浸して化学分解し、得られた酸溶液にアルカリ溶液を添加して弱アルカリ性の一次アルカリ液を得、一次アルカリ液中の不純物を除去した後、さらにその一次アルカリ液にアルカリ溶液を添加して強アルカリ性の二次アルカリ液を得、二次アルカリ液中に水酸化マグネシウムを析出させることを特徴としてレ、る。

[0011] さらに、本発明の難燃性樹脂組成物は、樹脂 100重量部に対して上記難燃剤を 50 一 200重量部配合したことを特徴としている。

発明の効果

[0012] 本発明は上記のように構成されているので、次の効果を奏する。

(1)高比表面積の水酸化マグネシウムを提供することができる。

(2)樹脂への分散性に優れた難燃剤を提供することができる。

(3)低コストで水酸化マグネシウムを製造しうる方法を提供することができる。

(4)本発明の水酸化マグネシウムをシーリング材ゃゴムや電線被覆材用樹脂等に配合することにより、高い難燃性を付与しつつ、機械的強度を高く維持することができる

(5)石綿や石綿を含有する蛇紋岩ゃセピオライト、タルク等の物質は、石綿の有害性力世界的に工業的な使用が規制されているが、本発明によれば、これらの物質を化学的に分解して非石綿化し、安全で機能性の高い水酸化マグネシウムとして再生すること力 Sできる。また、石綿はこれまで多くの工業材料に使用されており、特に建材としての使用が多ぐそれら建材を解体して廃棄物となった場合のリサイクル手段として本発明は有効である。このように、本発明は、限りある地球資源を利用する上で、極めて有効な手段を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明の水酸化マグネシウムの製造方法の一例のフローを示す概略図である。

[図 2]図 2は、比較例の水酸化マグネシウムの製造方法のフローを示す概略図である発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明の水酸化マグネシウムは高い比表面積を有することが重要な特徴であり、高比表面積の水酸化マグネシウムを得るための本発明の製造プロセスは従来法には見られない工程を備えており、以下に詳細に説明する。

[0015] 一般に水酸化マグネシウムの製造方法には、大別して反応合成法と天然鉱物粉砕法の 2つがある。

[0016] 反応合成法には、例えば、海水または苦汁中に苛性アルカリまたは消石灰のスラリ一を添加して反応させる方法、水酸化マグネシウムスラリーに水酸化ナトリウムを添カロし水熱処理する方法（例えば、特公昭 50-23680号公報）、塩基性マグネシウム塩スラリーを水熱処理する方法（例えば、特開昭 52-115799号公報）、マグネシウム塩溶液とアンモニアを反応させる方法（例えば、特開昭 61-168522号公報）などが知られている。いずれの方法でも、合成した水酸化マグネシウムを洗浄、表面処理、脱水、乾燥および粉砕して水酸化マグネシウム系難燃剤を得てレ、る。

[0017] 一方、天然鉱物粉砕法は、水酸化マグネシウムを主成分とする天然ブルーサイト鉱石を粉砕、表面処理して水酸化マグネシウム系難燃剤にする方法であり、天然ブル一サイト鉱石を水性スラリーとして力湿式粉砕し、この粉砕品スラリーを脂肪酸のァンモニゥム塩またはァミン塩の乳化物で表面処理し、固液分離した後に乾燥する方法が知られている（例えば、特公平 7— 42461号公報）。

[0018] 反応合成法によって得られる水酸化マグネシウムは、比較的整った粒子性状と微細で揃った粒子径を有するため、樹脂中に高充填しても機械的特性の低下を比較的小さく抑えることが期待できる。しかし、反応合成法は天然鉱物粉砕法に比べて原材料費が高ぐ製造工程が複雑で、エネルギーコストの高い工程を必要とするために経済的に不利である。

[0019] 一方、天然鉱物粉碎法で製造される水酸化マグネシウム系難燃剤は、安価な天然ブルーサイト鉱石を原料とするため、比較的低コストで経済性に優れた難燃剤である。しかし、水酸化マグネシウム系難燃剤の難燃効果はハロゲン系難燃剤に比べてやや低いので、樹脂中に多量に配合する必要がある。特に、比表面積の小さい水酸化マグネシウムを使用する場合、樹脂中に大量に配合しないと充分な難燃性が得られないことがあり、その結果、上記したような欠陥を招来する。

[0020] そこで、本発明に従って、マグネシウム含有物質を酸溶液で化学分解し、さらに、その酸溶液にアルカリ溶液を添加して二段階の pH調整を行うという簡単な方法により、不純物を効果的に除去し、比表面積が従来のものに比べて格段に高い水酸化マグネシゥムを得ることができるのである。そして、かかる高比表面積の水酸化マグネシゥムからなる難燃剤を樹脂中に配合することにより、難燃性に優れるとともに機械的強度が高い難燃性樹脂組成物を提供することができるのである。

[0021] すなわち、本発明は、マグネシウム含有物質を酸溶液に浸して化学分解し、得られた酸溶液にアルカリ溶液を添加して弱アルカリ性の一次アルカリ液を得、一次アル力リ液中の不純物を除去した後、さらにその一次アルカリ液にアルカリ溶液を添加して強アルカリ性の二次アルカリ液を得、二次アルカリ液中に水酸化マグネシウムを析出させるという、不純物除去のための第一段階と、水酸化マグネシウム析出のための第二段階という二段階での反応により不純物を効果的に除去し、その結果、得られる水酸化マグネシウムの純度を向上することができる。し力ながら、不純物除去のための第一段階を経ずに、水酸化マグネシウム析出のための一段階のプロセスで水酸化マグネシウムを製造した場合、得られる水酸化マグネシウムには、鉄分、アルミニウム、カルシウムなどの不純物が多量に含まれているので、純度が低くなる。

[0022] マグネシウム含有物質としては、例えば、石綿、蛇紋岩、橄欖岩、タルク、セピオライト、ァタパルジャイト、ドロマイト等を挙げることができる。

[0023] マグネシウム含有物質を化学分解するための酸としては、限定されるものではないが、塩酸、硫酸、硝酸などを挙げることができる。この酸溶液は、マグネシウム含有物質中の全 MgOの溶解に必要な理論量以上の酸量を添加することが好ましぐその理論量に対して 10 20%程度過剰の酸量を添加すると、 Mg〇が残存することなく溶出することが可能となるから、特に好ましい。

[0024] マグネシウム含有物質を溶解した酸溶液の pH調整に使用するアルカリ溶液としては限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化アンモニゥムなどを挙げることできる。

[0025] 力かるアルカリ水溶液を酸溶液に添加して弱アルカリ性の一次アルカリ液を得ることにより、この一次アルカリ液中の不純物を濾過して取り除いて高純度の水酸化マグネシゥムを得ることができる。この不純物除去プロセスを備えていない場合 (水酸化マグネシゥム析出プロセスのみからなる場合）、得られる水酸化マグネシウムには、鉄分、ァノレミニゥム、カルシウムなどの不純物が多量に含まれているので、純度が低くなる。この点で一次アルカリ液の pHは、 7.5— 8.5であることが好ましい。

[0026] さらにその一次アルカリ液にアルカリ水溶液を添加して二次アルカリ液を得る。例えば、 pHが 8の一次アルカリ液にアルカリ水溶液を添加していくと、少量づっ水酸化マグネシゥムを生成しながら、 pHが上昇していく。さらに、アルカリ水溶液の添カ卩を続けていくと、 pHが 10.5付近で pHの上昇が停滞し、水酸化マグネシウムの析出が進行する。そして、水酸化マグネシウムの析出が終わると、急激に pHが上昇する。これは、マグネシウムと水酸基は、 pHが 10.5付近で最も良好に反応するからである。このような理由で、二次アルカリ液の pHが 10.0より低いと、マグネシウムと水酸基の反応性が悪くなり、水酸化マグネシウムの生成に時間を要するので効率的な方法とは言えなレ、。一方、二次アルカリ液の pHを 11.0より高くしても、マグネシウムと水酸基の反応性のさらなる向上は望めず、反応に寄与しないアルカリ溶液が過剰になるだけで、経済的な方法とは言えない。以上のような理由で、二次アルカリ液の pHは 10.0— 11.0 であることが好ましい。

[0027] 以上のようにして、本発明によれば、純度 99%以上で、 95— 300m²/gの比表面積を有する水酸化マグネシウムを提供することができる。

[0028] 比表面積が 95m²/g未満の水酸化マグネシウムでは充分な難燃性が得られない。

一方、比表面積が 300m²/gを超える水酸化マグネシウムに対して後記する表面処理を施しても、樹脂への良好な分散性が得られないことがある。さらに、比表面積が 1 00— 200m²Zgの水酸化マグネシウムが特に好ましレ、。比表面積が 100m²Zgより小さい水酸化マグネシウムでは充分な難燃性と補強効果が得られないことがあり、比表面積が 200m²/gより大きい水酸化マグネシウムを用いても、難燃性と補強効果のさらなる向上は望めず、場合によっては、樹脂への良好な分散性が得られないことがあるという理由によるものである。

[0029] 水酸化マグネシウムの凝集を防止し、樹脂中への分散性を向上するために、水酸化マグネシウムを粉砕して微細化処理を施した後、水酸化マグネシウム粒子を表面処理剤で表面処理することにより難燃剤を得ることができる。

[0030] また、水酸化マグネシウムの凝集を防止し、樹脂中への分散性を向上するために、水酸化マグネシウムのスラリーに表面処理剤を添加して水酸化マグネシウムを湿式表面処理した後、乾燥し、粉砕することにより難燃剤を得ることができる。

[0031] 例えば、表面処理剤としては、シランカップリング剤または高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アマイド、高級アルコールもしくは硬化油からなる群の少なくとも 1種を用いることができる。このような表面処理剤は、通常、水酸化マグネシウムに対して、 0.5 5.0重量％の範囲で用いることが好ましレ、。表面処理剤量が 0.5重量％より少ないと、樹脂組成物の引張伸びが低下し、樹脂と表面処理剤を含む混練物の流動性と成形性が低下する。一方、表面処理剤量が 5.0重量％より多いと、難燃性と機械的特性が低下する。

[0032] 表面処理剤は水酸化マグネシウム粒子の表面を被覆する被覆層となり、高級脂肪酸とは炭素数が 8以上で好ましくは 30以下を意味し、直鎖か分岐の有無、あるいは飽和/不飽和を問わない。このような表面処理剤は、粉体中での分散性に優れ、樹脂に混練した際の流動性を向上し、コンパウンドィ匕したときの機械的強度を向上する

[0033] シランカップリング剤としては、限定されるものではなレ、が、例えば、ビニルエトキシシラン、ビュルトリス（2—メトキシェトキシ）シラン、 γ—メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、 γ—ァミノプロピルトリメトキシシラン、 j3— (3, 4—エポキシシクロへキシル）ェチノレトリメトキシシラン、 γ _グルシドキシプロピルトリメトキシシラン、 γ—メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。さらに、シランカップリング剤以外にも、チタネート系カップリング剤やアルミニウム系カップリング剤を用いることもできる。

[0034] 高級脂肪酸としては、限定されるものではなレ、が、例えば、ステアリン酸、ォレイン酸、パルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、力プリル酸、ベへニン酸、モンタン酸を挙げること力 Sできる。

[0035] 高級脂肪酸金属塩としては、限定されるものではなレ、が、例えば、ステアリン酸塩、ォレイン酸塩、パルミチン酸塩、リノ一ノレ酸塩、ラウリン酸塩、力プリル酸塩、ベへニン酸塩、モンタン酸塩を挙げることができ、金属の種類には、 Na、 K、 Al、 Ca、 Mg、 Zn 、 Ba等を挙げ'ることができる。

[0036] 高級脂肪酸エステルとしては、限定されるものではなレ、が、例えば、ラウリン酸メチノレ、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、ォレイン酸メチル、エルカ酸メチル、ベへニン酸メチル、ラウリン酸ブチル、ステアリン酸プチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ォクチル、ヤシ脂肪酸オタチルエステル、ステアリン酸オタチル、牛脂脂肪酸ォクチルエステル、ラウリン酸ラウリノレ、長ステアリン酸ステアリル、長鎖脂肪酸高級アルコールエステル、ベへニン酸べへニル、ミリスチン酸セチル等を挙げることができる。

[0037] 高級脂肪酸アマイドとしては、限定されるものではなレ、が、例えば、ステアリン酸ァマイド、ォレイン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、リノール酸アマイド、ラウリン酸アマイド、力プリル酸アマイド、ベへニン酸アマイド、モンタン酸アマイド等を挙げることができる。

[0038] 高級アルコールとしては、限定されるものではなレ、が、例えば、ォクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等を挙げることができる。

[0039] 硬化油としては、例えば、牛脂硬化油、ヒマシ硬化油等を挙げることができる。

[0040] 表面処理操作を効率的に行うために、水酸化マグネシウムの粉砕と表面処理剤の添加を同時に行うことが好ましい。表面処理剤による水酸化マグネシウム粒子の被覆が速やかに行われるように、粉砕機は加熱手段を備えていることが好ましい。例えば、粉砕機としては、ボールミル、振動ミル等を挙げることができる。そのミルは温水の流通するジャケットまたは電気ヒーターなどの加熱手段を備えていることが好ましい。粉砕媒体としては、アルミナボール、ジルコユアボール、金属ボール、金属ロッド等の水酸化マグネシウムよりも硬質のものを使用することができる力 S、粉砕時に粉砕媒体あるいは粉砕機のケーシングが摩耗して難燃剤が着色することを防止するため、アルミナゃジルコニァなどのセラミックが好ましレ、。

[0041] 本発明の難燃性樹脂組成物は、樹脂に対して上記難燃剤を均一に配合することによって得ること力できる。水酸化マグネシウムの樹脂への配合割合は得られる樹脂組成物の用途や要求特性によっても異なるが、通常、樹脂 100重量部に対して上記難燃剤を 50 200重量部均一に配合することによって本発明の難燃性樹脂組成物を得ること力 Sできる。例えば、床材、壁紙、化粧板のような一般成形品用途の難燃性樹脂組成物とするには、樹脂 100重量部に対して上記難燃剤を 50— 100重量部配合してなる樹脂組成物が好ましく用いられる。他方、電線やケーブル被覆のように自己消化性の樹脂組成物とするには、樹脂 100重量部に対して上記難燃剤を 100 20 0重量部配合してなる樹脂組成物が好ましく用レ、られる。樹脂 100重量部に対して難燃剤の配合量が 200重量部を超えると、樹脂の好ましい機械的特性を劣化させる恐れカ Sある。

[0042] 樹脂は用途や要求特性に応じて適宜選べばよぐ例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン一プロピレン共重合体、エチレン一プロピレン一ジェンモノマー三元共重合体、エチレンーブテン共重合体、エチレン一アクリル酸エステル（例えば、アタリノレ酸ェチル）共重合体、エチレン一酢酸ビニル共重合体、エチレンーメタクリル酸メチル共重合体等のォレフィンの単独又は共重合体であるポリオレフイン樹脂、スチレンのような芳香族ビュルモノマーの単独重合体や ABS樹脂等のような共重合体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート等のポリエステル、 6_ナイロン、 6, 6_ナイロン、 12—ナイロン、 46—ナイロン、芳香族ポリアミド等のポリアミド、ポリフエ二レンエーテル、変性ポリフエ二レンエーテル、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリカーボネート、スチレン一共役ジェン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、アクリロニトリル一ブタジエン共重合体、ポリクロ口プレン等のエラストマ一、ポリ塩ィ匕ビュル等を挙げることができる。また、必要に応じて、樹脂として、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂を用いることもできる。これらの樹脂は単独で、又は 2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、水酸化マグネシウムによる難燃効果が大きレ、ことから、ポリオレフイン樹脂が好ましい。 [0043] 本発明による難燃性樹脂組成物は、上記難燃剤に加えて、必要に応じて他の添加剤を適宜添加することができる。そのような添加剤として、例えば、可塑剤、潤滑材、充填剤、酸化防止剤、熱安定化剤、架橋剤、架橋助剤、帯電防止剤、相溶化剤、耐光剤、顔料、発泡剤、防力ビ剤等を挙げることができる。

[0044] このような樹脂組成物は、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール混練機、ニーダ混練機、バンバリ一ミキサー等の適宜の混練手段によって、上記難燃剤に対して必要に応じて添加する添加剤を樹脂中に混合し、混練することによって得ることができる。このようにして得られる本発明の難燃性樹脂組成物は、用途や目的に応じて、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、真空成形、カレンダー成形、トランスファー成形等の適宜の成形手段によって各種成形品の製造に好適に用いること力 Sできる。

実施例 1

[0045] 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではなぐ本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。

1.水酸化マグネシウムの製造（図 1のフロー参照）

(1)酸溶液によるマグネシウム含有物質の化学分解

蛇紋岩を粉砕および分級して得た粉末（50メッシュのスクリーンを通過したもの、平均粒径 300 z m、 BET比表面積 8m²/g)を水に懸濁させてスラリーを得、そのスラリ一に対して、蛇紋岩中の全 MgOの溶解に必要な理論量より 15%過剰量の硫酸 (濃度 98%)をゆっくりと添カ卩し、 100°Cに加熱しながら 2時間撹拌した。

(2)濾過

上記スラリーを濾過して、硫酸マグネシウム溶液を得た。

(3)—次アルカリ液の調製

硫酸マグネシウム溶液に 20%水酸化ナトリウム溶液を添加しながら撹拌して溶液の pHを 8に調整した。その結果、不純物（水酸化鉄など）が沈澱したので、濾過して不純物を除去した。この一次アルカリ液の調製操作は、水酸化マグネシウムの純度を高くするために必要である。 (4)二次アルカリ液の調製

さらに、不純物を除去した一次アルカリ液に 20%水酸化ナトリウム溶液を添加しながら撹拌して溶液の pHを 10.5に調整し、そのまま 2時間撹拌を続けることによって水酸化マグネシウムを析出させた。水酸化マグネシウムの結晶を安定成長させるためには、溶液の pHを 10.5付近の状態で 1一 2時間程度撹拌を続けることが好ましい。

(5)水酸化マグネシウムの回収

二次アルカリ液を濾過することによって水酸化マグネシウムを回収し、その水酸化マグネシゥムを純水で洗浄後、乾燥した。なお、二次アルカリ液から水酸化マグネシゥムを抽出した後のアルカリ液を濃縮することにより、残渣として硫酸ナトリウムが回収され、これは、必要とされる工業用途の原材料として用いることができる。

2.水酸化マグネシウムの物性

上記（1)一 (5)の工程を経て得られた本発明実施例 1の水酸化マグネシウムと、海水に水酸化ナトリウムを添加して反応させることにより得た比較例の水酸化マグネシゥムについて、比表面積と純度を測定した結果は、次のとおりである。

なお、比表面積は BET3点法により測定し、純度は蛍光 X線法により測定した。

( 1 )本発明実施例 1の水酸化マグネシウム

比表面積 (m²/g) = 185、純度 = 99. 5%

(2)比較例の水酸化マグネシウム

比表面積 (m²/g) = 30、純度 = 97. 0%

(3)本発明実施例 1と比較例の比較

本発明実施例 1の水酸化マグネシウムは、従来の海水抽出法で得られる水酸化マグネシゥムに比べて比表面積は 6倍以上となり、本発明実施例 1の水酸化マグネシゥムは、海水抽出法で得られる水酸化マグネシウムより高純度である。

3.難燃性樹脂組成物の特性評価

上記（1)一 (5)の工程を経て得られた本発明実施例 1の水酸化マグネシウム、または海水に水酸化ナトリウムを添加して反応させることにより得た比較例の水酸化マグネシゥムを、電線被覆用に用いられる樹脂（エチレン一アクリル酸ェチル共重合体、日本ポリエチレン (株)製の商品名「A-1150」）100重量部に対してそれぞれ 180重量部配合し、さらに、それらの樹脂に酸化防止剤（ヒンダードフエノール系、チバガイギー（株)製の商品名「ィルガノックス」）を 0. 5重量部づっ配合したものについて、以下の成形条件で、引張応力測定用の試験片については、厚さ 2mm X縦 105mm X 横 125mmの大きさに成形し、着火時間と平均発熱速度測定用の試験片については、厚さ 2mm X縦 100mm X横 100mmの大きさに成形し、引張応力（MPa)と着火時間 (秒）と平均発熱速度 (kWZm²)を測定した。その結果を表 1に示す。

[0047] なお、引張応力は、 JIS-K7113に準拠した方法により測定し、着火時間（秒）と平均発熱速度は、 ISO5560-1に準拠した方法により測定した。

[0048] 成形条件 =ロールミルを用いて 140°Cで 20分間混練した後、 150°Cで 17MPaの圧力で 2分間プレスした。

[0049] [表 1]

[0050] 表 1に明らかなように、本発明実施例 1の水酸化マグネシウムを含有する樹脂組成物は、比較例の樹脂組成物に比べて引張応力が大幅に向上するとともに着火時間が大幅に長くなり、発熱速度が大幅に低減されることを示している。このように、本発明の難燃性樹脂組成物は、従来品に比べて機械的特性および難燃性ともに大幅に改善されることが分かる。

実施例 2

[0051] 1.水酸化マグネシウムの製造（図 1のフロー参照）

(1)石綿の回収

石綿含有建材 (波形スレート）の廃材を粉砕および分級して、含まれてレ、る石綿（目開き 450 _β mのスクリーンを通過した粉末）を回収した。

(2)酸溶液によるマグネシウム含有物質の化学分解

上記石綿の粉末を水に懸濁させてスラリーを得、そのスラリーに対して、石綿中の全 MgOの溶解に必要な理論量より 15%過剰量の硫酸 (濃度 98%)をゆっくりと添加し、 100°Cに加熱しながら 2時間撹拌した。

(3)濾過

上記スラリーを濾過して、硫酸マグネシウム溶液を得た。

(4)一次アルカリ液の調製

硫酸マグネシウム溶液に 20%水酸化ナトリウム溶液を添加しながら撹拌して溶液の pHを 8に調整した。その結果、不純物（水酸化鉄など）が沈澱したので、濾過して不純物を除去した。

(5)二次アルカリ液の調製

さらに、不純物を除去した一次アルカリ液に 20%水酸化ナトリウム溶液を添加しながら撹拌して溶液の pHを 10.5に調整し、そのまま 2時間撹拌を続けることによって水酸化マグネシウムを析出させた。

(6)水酸化マグネシウムの回収

二次アルカリ液を濾過することによって水酸化マグネシウムを回収し、その水酸化マグネシゥムを純水で洗浄後、乾燥した。

2.水酸化マグネシウムの物性

上記（1)一 (6)の工程を経て得られた本発明実施例 2の水酸化マグネシウムと、比較例である市販品（比表面積 7m²/g、協和化学 (株)製の商品名「キスマー 5A」）の水酸化マグネシウムについて、超音波分散装置（ジヱイテック社製の商品名「DG20 00」）を用いて 5分間、水中にて分散処理を行った後、比表面積と純度を測定した結果は、次のとおりである。

( 1 )本発明実施例 2の水酸化マグネシウム

比表面積 (m²Zg) = 104、純度 = 99. 6%

(2)比較例の水酸化マグネシウム比表面積 (m²Zg) = 13、純度 = 98· 5%

( 3)本発明実施例 2と比較例の比較

本発明実施例 2の水酸化マグネシウムは、市販品の水酸化マグネシウムに比べて比表面積は 8倍となり、本発明実施例 2の水酸化マグネシウムは、市販品の水酸化マグネシゥムより高純度である。

3.難燃性樹脂組成物の特性評価

上記（1)一 (6)の工程を経て得られた本発明実施例 2の水酸化マグネシウムについては、後記する樹脂に配合する前にステアリン酸を本発明水酸化マグネシウム粉末に対して 2.5重量％加えてエタノール中で 10分間混合した後、 60°Cでエタノールを揮散させ、続いて真空乾燥した。このように表面処理を施した本発明の水酸化マグネシゥム粉末と、市販品の水酸化マグネシウム粉末を、電線被覆用に用いられる樹脂（エチレン一酢酸ビュル共重合体、日本ポリエチレン (株)製の商品名「ノバテック E VA」） 100重量部に対してそれぞれ 150重量部配合し、さらに、それらの樹脂に酸化防止剤（ヒンダードフエノール系、チバガイギー（株)製の商品名「ィルガノックス」 )を 0 . 5重量部づっ配合したものについて、実施例 1と同じ成形条件で、同じ大きさの試験片を成形し、弓 I張応力（MPa)と着火時間（秒)と平均発熱速度 (kW/m²)を測定した。その結果を表 2に示す。

[0053] なお、引張応力、着火時間（秒）および平均発熱速度の測定方法は実施例 1と同じである。

[0054] [表 2] 実施例 2 比較例

配エチレン酢酸ビニル共重合体 1 0 0 1 0 0 合水酸化マグネシウム 1 5 0 1 5 0

酸化防止剤 0. 5 0 . 5

特引張応力（M P a ) 1 3 5 2 5 性着火時間（秒） 9 8 5 5

平均発熱速度（kWZm²) 4 7 1 0 2 [0055] 表 2に明らかなように、本発明実施例 2の水酸化マグネシウムを含有する樹脂組成物は、比較例の樹脂組成物に比べて引張応力が大幅に向上するとともに着火時間が大幅に長くなり、発熱速度が大幅に低減されることを示している。このように、本発明の難燃性樹脂組成物は、従来品に比べて機械的特性および難燃性ともに大幅に改善されることが分かる。

[0056] さらに、実施例 2の引張応力、着火時間および発熱速度は実施例 1に比べて改善されていることから、水酸化マグネシウムを表面処理剤で表面処理することにより、水酸化マグネシウムを樹脂中に均一に分散し、機械的特性と難燃性を向上しうることが分かる。

実施例 3

[0057] 1.水酸化マグネシウムの製造（図 1および図 2のフロー参照）

マグネシウム含有物質として蛇紋岩を粉砕および分級して得た粉末（目開き 450 μ mのスクリーンを通過した粉末）を用いた以外は、実施例 1と同じ工程（図 1のフロー参照）により、酸溶液によるマグネシウム含有物質の化学分解と、マグネシウム含有スラリーの濾過と、一次アルカリ液の調製と、二次アルカリ液の調製と、水酸化マグネシゥムの回収を行って、本発明実施例 3の水酸化マグネシウムを得た。

[0058] また、本発明の二段階プロセスと比較するために、図 1に示す水酸化マグネシウムの製造フローから、一次アルカリ液の調製工程を除レ、たもの（不純物除去プロセスのないもの、図 2のフロー参照）を実行した。すなわち、比較例のプロセスとして、マグネシゥム含有物質たる蛇紋岩を粉砕および分級して得た粉末 (目開き 450 μ mのスクリーンを通過した粉末）を用いて、実施例 1と同じ方法により、酸溶液によるマグネシゥム含有物質の化学分解と、マグネシウム含有スラリーの濾過を行レ、、マグネシウム含有スラリ一の濾過後に得た硫酸マグネシウム溶液に 20。/。水酸化ナトリウム溶液を添カロしながら撹拌して溶液の pHを 10.5に調整し、そのまま 2時間撹拌を続けることによつて水酸化マグネシウムを析出させた。その水酸化マグネシウムを含有するアルカリ溶液を濾過することによって水酸化マグネシウムを回収し、その水酸化マグネシウムを純水で洗浄後、乾燥することにより比較例の水酸化マグネシウムを得た。

2.水酸化マグネシウムの物性上記工程を経て得られた本発明実施例 3の水酸化マグネシウムと、比較例の水酸化マグネシウムについて、比表面積と純度を測定した結果は、次のとおりである。

[0059] なお、比表面積は BET3点法により測定し、純度は蛍光 X線法により測定した。

( 1 )本発明実施例 3の水酸化マグネシウム

比表面積 (m²Zg) = 106、純度 = 99. 2%

(2)比較例の水酸化マグネシウム

比表面積 (m²Zg) = 102、純度 = 85. 4%

( 3)本発明実施例 3と比較例の比較

本発明実施例 3の水酸化マグネシウムは高純度であるが、比較例の水酸化マグネシゥムは不純物が除去されてレ、ないので、純度が低レ、。

[0060] 図 1は、本発明の水酸化マグネシウムの製造方法の一例のフローを示す概略図である。

[0061] 図 2は、比較例の水酸化マグネシウムの製造方法のフローを示す概略図である。

産業上の利用可能性

[0062] 本発明は、マグネシウム含有物質として石綿または石綿含有鉱物もしくは石綿含有工業製品から分別した石綿を用いることができるので、本発明によれば、石綿含有物質を付加価値の高い工業製品として再生することができる。

Claims

請求の範囲

[1] マグネシウム含有物質を酸溶液で化学分解した後にアルカリ溶液を用いて pH調整することにより得ることのできる水酸化マグネシウムであって、 95— 300m²/gの比表面積を有することを特徴とする水酸化マグネシウム。

[2] マグネシウム含有物質が石膏含有製品を粉砕および分級することにより得たものである請求項 1記載の水酸化マグネシウム。

[3] 請求項 1または 2に記載の水酸化マグネシウムを表面処理剤で表面処理してなる難燃剤。

[4] マグネシウム含有物質を酸溶液で化学分解した後にアルカリ溶液を用いて pH調整することにより水酸化マグネシウムを製造する方法であって、マグネシウム含有物質を酸溶液に浸して化学分解し、得られた酸溶液にアルカリ溶液を添加して弱アルカリ性の一次アルカリ液を得、一次アルカリ液中の不純物を除去した後、さらにその一次アルカリ液にアルカリ溶液を添加して強アルカリ性の二次アルカリ液を得、二次アルカリ液中に水酸化マグネシウムを析出させることにより水酸化マグネシウムを製造する方法。

[5] 一次アルカリ液の pHが 7.5— 8.5であり、二次アルカリ液の pHが 10.0 11.0である請求項 4記載の水酸化マグネシウムの製造方法。

[6] マグネシウム含有物質が石膏含有製品を粉砕および分級することにより得たものである請求項 4または 5記載の水酸化マグネシウムの製造方法。

[7] 樹脂 100重量部に対して請求項 3に記載の難燃剤 50— 200重量部を配合してなる難燃性樹脂組成物。

[8] 樹脂がポリオレフイン樹脂である請求項 7記載の難燃性樹脂組成物。