Неорганический огнезащитный материал – гидроксид магния.
Огнезащитный состав гидроксид магния имеет высокую температуру разложения (340–450 °C), а продуктами термического разложения являются MgO и H2O. Он не выделяет никаких токсичных и вредных веществ и не наносит никакого вреда окружающей среде и здоровью человека. Таким образом, антипирен гидроксида магния стал одним из самых популярных неорганических антипиренов в настоящее время и имеет широкие перспективы применения.
Гидроксид магния имеет специальную слоистую структуру, благодаря чему он обладает превосходной тиксотропностью и низкой поверхностной энергией, а также играет хорошую роль в огнестойкости и устранении дыма пластмасс. Гидроксид магния начинает разлагаться на оксид магния и воду при нагревании при 340°С. Когда он полностью разлагается, температура может достигать 490°C. При разложении он поглощает большое количество тепловой энергии. Конкретный огнезащитный механизм:
(1) Гидроксид магния обладает большой теплоемкостью, поглощает большое количество тепла при термическом разложении и одновременно выделяет большое количество водяного пара, что не только снижает температуру поверхности материала, но и снижает образование легковоспламеняющихся низкомолекулярных веществ.
(2) Большое количество водяного пара, образующегося в результате термического разложения, также может покрывать поверхность материала, снижая концентрацию кислорода в воздухе у поверхности горения и тем самым препятствуя горению материала.
(3) Оксид магния, образующийся в результате термического разложения гидроксида магния, является хорошим огнеупорным материалом. Он может не только покрывать поверхность материала, но и способствовать карбонизации полимерного материала, образуя карбонизированный слой, блокирующий проникновение тепла и воздуха, тем самым эффективно предотвращая горение.
(4) Гидроксид магния действует как катализатор окислительно-восстановительной реакции и может способствовать превращению CO в CO2 в процессе сгорания; оксид магния, образующийся в результате разложения, может нейтрализовать SO2, CO2 и NO2, образующиеся в процессе сгорания, тем самым уменьшая выброс токсичных и вредных газов.
Приготовление антипирена гидроксида магния
1. Метод физического дробления.
Метод физического дробления – это метод, в котором используются механические или ультразвуковые методы дробления и сверхтонкого измельчения природных минералов (в основном брусита) с получением гидроксида магния в необходимом диапазоне размеров частиц. Хотя для получения гидроксида магния используется простой и недорогой метод физического измельчения, полученный гидроксид магния имеет низкую чистоту и неравномерное распределение частиц по размерам. Обычно это требует использования специальных методов измельчения или добавления измельчающих добавок (или диспергаторов) в процессе измельчения. ) для получения гидроксида магния более высокого качества. Поэтому его промышленное применение и развитие сильно ограничены.
2. Химический твердофазный метод.
Получение гидроксида магния твердофазным методом представляет собой процесс, при котором твердые соли металлов и гидроксиды металлов смешивают в определенном соотношении, измельчают и прокаливают и происходит твердофазная реакция с получением продукта гидроксида магния. Этот метод отличается простотой процесса и низкой стоимостью, но он также имеет такие недостатки, как низкая чистота продукта, легкая агломерация и плохая дисперсия, и редко используется в реальном крупномасштабном промышленном производстве.
3. Химическая паровая хроматография.
Газофазный метод получения гидроксида магния заключается в использовании газообразного аммиака в качестве осадителя и непосредственном пропускании газообразного аммиака в раствор, содержащий Mg2+, для получения гидроксида магния. Гидроксид магния получают газофазным методом, и на его качество влияют такие факторы, как скорость потока газообразного аммиака, интенсивность перемешивания и температура реакции. В процессе приготовления огнезащитного состава на основе гидроксида магния газофазным методом благодаря стабильной концентрации аммиака продукт обладает преимуществами высокой чистоты, однородного размера частиц и хороших характеристик дисперсии; в то же время во время введения газообразного аммиака не вводится влага, и получается водород. Концентрация суспензии оксида магния высока, производственный процесс требует небольшой площади, а производительность оборудования высока. Однако для этого требуется современное оборудование и технологии, а также существует проблема диффузии аммиака и загрязнения окружающей среды.
4. Метод химической жидкостной хроматографии.
При получении гидроксида магния жидкофазным методом в качестве основного сырья используется соль магния, которая реагирует с щелочным веществом, содержащим ионы гидроксида (ОН-), с образованием осадка гидроксида магния, который затем промывают и сушат с получением продукта. . Жидкофазные методы можно разделить на методы прямого осаждения, сольвотермальные и гидротермальные методы, методы осаждения-азеотропной дистилляции, ультразвуковые химические методы и методы с использованием микроволнового излучения.