WO2014106369A1

WO2014106369A1 - 一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用

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Publication number: WO2014106369A1
Application number: PCT/CN2013/076452
Authority: WO
Inventors: 陈建峰; 孙倩; 王洁欣; 曾晓飞; 张聪; 邹海魁
Original assignee: 北京化工大学
Priority date: 2013-01-06
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-07-10
Also published as: CN103911021A; CN103911021B

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—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 36 min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 lwt%〜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 lwt%〜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、 Ν- ( β-氨乙基）于氨丙基三甲氧基硅烷、 Ν- ( β-氨乙基）于氨丙基三乙氧基硅烷、 Ν-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，包括如下歩骤：

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，歩骤 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，歩骤 1 ) 中，所述镁盐溶液浓度为 lwt%〜30wt%；更优选地，镁盐溶液浓度为 lwt%〜20wt%；最优选地，镁盐溶液浓度为 lwt%〜5wt%。

优选地，歩骤 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，歩骤 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，歩骤 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，歩骤 2) 中，碱液的浓度为 lwt%〜40wt%。

优选地，歩骤 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≥300 r/min; 更优选地，搅拌速度≥600 r/min。

优选地，歩骤 3 ) 中，反应温度为 20〜70°C ; 优选地，反应温度为 25〜 60°C，最优选反应温度为 25〜55°C。

优选地，歩骤 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，歩骤 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、 Ν- ( β- 氨乙基） -γ-氨丙基三乙氧基硅烷、 Ν-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，歩骤 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°C，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°C，控制改性时间 l〜4h; 最优选地，调节反应体系的改性温度为 35〜85°C，控制改性时间为 1.5〜4h。

优选地，歩骤 5) 中，所述静置时间为 0.5〜5h。

优选地，歩骤 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 lwt%〜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歩详细的说明

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，包括如下歩骤：

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 lg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°C，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 72.5mg N-P- (氨乙基）于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°C，改性 2 h_;

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 Ν-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 0.5-10 nm。实施例 2

一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下歩骤：

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°C，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 l g十二烷基硫酸钠溶于 100 ml乙醇中，加入上述反应体系中，升温至 55 °C，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 1-25 nm。

实施例 3

一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下歩骤：

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 V，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 140 mg _Y-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°C，改性 3h;

5 ) 将溶液倒出静置 lh_; 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 l-10nm。

实施例 4

一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下歩骤：

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°C，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°C，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 4.3 mL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，包括如下歩骤：

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°C，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 1 g y-氨丙基三乙氧基硅烷溶于 100 ml乙二醇，加入到上述反应体系中，升温至 80°C，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 5 mL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，包括如下歩骤：

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°C，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°C，改性 3h;

5 ) 将溶液倒出静置 lh，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 20-30 rim。

实施例 7

一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，包括如下歩骤：

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 lg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 V，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 90 ml二甲基亚砜，加入上述反应体系中，升温至 85 °C，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 6 mL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，包括如下歩骤：

1 ) 将 7.62g六水合氯化镁溶于 200 g乙醇中，制得氯化镁溶液；

2) 将 3 g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°C，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 217.5mg γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶于 30 ml乙醇，加入到上述反应体系中，升温至 70°C，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 3.2 mL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，包括如下歩骤：

( 1 ) 预处理原料：将液态环氧树脂 E51 (环氧值在 0.48〜0.52 mol/100 g 间）在 50°C的条件下真空干燥除水（真空度为 -0.15 MPa) , 真空干燥除水的时间为 160 min，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 45 wt%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（根据歩骤 1 中液相环氧树脂的量确定），搅拌 20 min，使之充分混合，得到预聚物；将预聚物在室温下抽真空脱气 5 min (真空度为 -0.1 MPa), 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°C，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 5 min (真空度为 -0.1 MPa), 脱气后的预聚物在室温下固化 2 d，再 100 °C后固化 2 h，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，包括如下歩骤：

( 1 ) 原料制备：将聚丙烯 PP溶于甲苯中，将聚乙烯 PE溶于 100°C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°C，混合时间 l h，转速为 2000 r/min。然后将上述混合后的原料在鼓风干燥箱中烘干 2 h，以去除多余的溶剂，烘干温度为 140°C。原料配比如下表 10-1所示：

表 10-1：

(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°C，机头 140 °C，二区温度为 170°C，螺杆转速控制在 40 r/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 0.4 MPa，注射筒温度为 170 °C，模温为 35°C，注射时间 15 s; (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：

实施例 11

一种透明氢氧化镁液相分散体的应用，包括如下歩骤：

将 2.52 g水性聚氨酯 PU成膜物溶于 20 mL水中制得粘合剂溶液，体系中粘合剂在水中的浓度为 11.1 wt%；量取浓度为 10 wt%的氢氧化镁 /水透明分散体 9 mL，加入到上述粘合剂溶液中，超声分散 0.5 h，得到织物涂层原液；将织物浸渍在织物涂层原液中 1 h后， 160 °C烘干 5 min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 15 s，涂层织物样品条均小于 2 s，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，包括如下歩骤：

( 1 ) 制备制模原液：将 14.7 g PVP粉末溶于 100 mL乙醇中，制得聚乙烯吡咯烷酮 PVP溶液;量取浓度为 5 wt%的氢氧化镁 /乙醇透明分散体 170 mL, 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，将石英基片浸泡在歩骤（1 ) 得到的制膜原液中，提拉成膜，提拉速度为 6 mm/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 16 s, 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 0 s，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 0.5〜30 nm，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 2.675 g; 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：歩骤 1 ) 中，将 1.85g无水硝酸镁溶于 200 g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：歩骤 2)中，将 3 g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：歩骤 6) 中，将洗涤后的产品超声分散于 3.2 mL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：歩骤 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、 Ν- ( 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

权利要求书

1. 一种透明氢氧化镁液相分散体，其特征在于：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 lwt%〜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。

2. 根据权利要求 1所述的分散体，其特征在于：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。

3. 根据权利要求 1或 2所述的分散体，其特征在于：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、 Ν- ( β- 氨乙基） -γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 Ν- ( β-氨乙基） -γ-氨丙基三乙氧基硅烷、 Ν-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。

4. 根据权利要求 3所述的分散体，其特征在于：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%_; 更优选地，所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为 2%〜30%_; 最优选地，所述表面活性剂占改性纳米氢氧化镁颗粒的质量分数为 5%〜25%。

5. 如权利要求 1所述的一种透明氢氧化镁液相分散体制备方法，其特征在于，包括如下歩骤：

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. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，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 5或 6所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 1 ) 中，所述镁盐溶液浓度为 lwt%〜30wt%；更优选地，镁盐溶液浓度为 lwt%〜 20wt%_; 最优选地，镁盐溶液浓度为 lwt%〜5wt%。

8. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 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。

9. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 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。

10. 根据权利要求 5或 9所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 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。

11. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 2 )中，碱液的浓度为 lwt%〜40wt%。

12. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：歩骤 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。

13. 根据权利要求 12所述的制备方法，其特征在于：优选地，搅拌速度 >300 r/min; 更优选地，搅拌速度≥600 r/min。

14. 根据权利要求 5或 12所述的制备方法，其特征在于：歩骤 3 ) 中，反应温度为 20〜70°C；优选地，反应温度为 25〜60°C，最优选反应温度为 25〜 55°C。

15. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：歩骤 3 ) 中，碱液加入镁盐溶液并控制反应液最终的 pH值为 7〜14；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。

16. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 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、 Ν-

( β-氨乙基） -γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 Ν- ( β-氨乙基） -γ-氨丙基三乙氧基硅烷、 Ν-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。

17. 根据权利要求 5或 16所述的制备方法，其特征在于：歩骤 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°C，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°C，控制改性时间 l〜4h;最优选地，调节反应体系的改性温度为 35〜85°C，控制改性时间为 1.5〜4h。

18. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：歩骤 5) 中，所述静置时间为 0.5〜5h。

19. 根据权利要求 5所述的制备方法，其特征在于：优选地，歩骤 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。

20. 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；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。