Vật liệu chống cháy vô cơ – Magiê Hydroxide

Chất chống cháy magiê hydroxit có nhiệt độ phân hủy cao (340 ° C ~ 450 ° C), và các sản phẩm phân hủy nhiệt là MgO và H2O. Nó không thải ra bất kỳ chất độc hại nào và không gây ra bất kỳ tác hại nào cho môi trường và sức khỏe con người. Do đó, chất chống cháy magiê hydroxit đã trở thành một trong những chất chống cháy vô cơ phổ biến nhất hiện nay, nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi.

Magiê hydroxit có cấu trúc phân lớp đặc biệt, khiến nó có tính thixotropy tuyệt vời và năng lượng bề mặt thấp, đồng thời đóng vai trò tốt trong việc chống cháy và khử khói cho nhựa. Magiê hydroxit bắt đầu phân hủy thành magie oxit và nước khi đun nóng ở 340°C. Khi nó bị phân hủy hoàn toàn, nhiệt độ có thể lên tới 490°C. Nó hấp thụ một lượng lớn năng lượng nhiệt trong quá trình phân hủy. Cơ chế chống cháy cụ thể là:

(1) Magiê hydroxit có nhiệt dung lớn, hấp thụ một lượng nhiệt lớn khi bị phân hủy nhiệt và đồng thời giải phóng một lượng lớn hơi nước, điều này không chỉ làm giảm nhiệt độ của bề mặt vật liệu mà còn làm giảm việc tạo ra các chất phân tử nhỏ dễ cháy.

(2) Một lượng lớn hơi nước sinh ra do phân hủy nhiệt cũng có thể bao phủ bề mặt vật liệu, làm giảm nồng độ oxy trong không khí ở bề mặt đốt, do đó cản trở quá trình đốt cháy vật liệu.

(3) Ôxít magiê được tạo ra bởi sự phân hủy nhiệt của magiê hydroxit là vật liệu chịu lửa tốt. Nó không chỉ có thể bao phủ bề mặt vật liệu mà còn thúc đẩy quá trình cacbon hóa của vật liệu polymer, tạo thành một lớp cacbon hóa để ngăn chặn sự xâm nhập của nhiệt và không khí, từ đó ngăn chặn quá trình đốt cháy một cách hiệu quả.

(4) Magiê hydroxit hoạt động như chất xúc tác phản ứng oxi hóa khử và có thể thúc đẩy quá trình chuyển đổi CO thành CO2 trong quá trình đốt cháy; oxit magie sinh ra từ quá trình phân hủy có thể trung hòa SO2, CO2 và NO2 sinh ra trong quá trình đốt cháy, từ đó làm giảm sự thải ra các khí độc hại và có hại.

Chuẩn bị chất chống cháy magiê hydroxit

1. Phương pháp nghiền vật lý

Phương pháp nghiền vật lý là phương pháp sử dụng phương pháp cơ học hoặc siêu âm để nghiền và nghiền siêu mịn các khoáng chất tự nhiên (chủ yếu là brucite) để thu được magie hydroxit trong phạm vi kích thước hạt yêu cầu. Mặc dù phương pháp nghiền vật lý được sử dụng để điều chế magie hydroxit với quy trình đơn giản và chi phí thấp, magie hydroxit đã điều chế có độ tinh khiết thấp và phân bố kích thước hạt không đồng đều. Nó thường yêu cầu sử dụng các phương pháp nghiền đặc biệt hoặc bổ sung chất trợ nghiền (hoặc chất phân tán) trong quá trình nghiền. ) để thu được magie hydroxit chất lượng cao hơn. Do đó, ứng dụng và phát triển công nghiệp của nó bị hạn chế rất nhiều.

2. Phương pháp pha rắn hóa học

Điều chế magie hydroxit bằng phương pháp pha rắn là một quá trình trong đó muối kim loại rắn và hydroxit kim loại được trộn theo một tỷ lệ nhất định, nghiền và nung, và xảy ra phản ứng pha rắn để thu được sản phẩm magie hydroxit. Phương pháp này có đặc điểm là quy trình đơn giản và chi phí thấp, nhưng cũng có những nhược điểm như độ tinh khiết của sản phẩm thấp, dễ kết tụ và hiệu suất phân tán kém và hiếm khi được sử dụng trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn thực tế.

3. Sắc ký hơi hóa học

Phương pháp pha khí để điều chế magie hydroxit là sử dụng khí amoniac làm chất kết tủa và truyền trực tiếp khí amoniac vào dung dịch chứa Mg2+ để điều chế magie hydroxit. Magiê hydroxit được điều chế bằng phương pháp pha khí và chất lượng của nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như tốc độ dòng khí amoniac, cường độ khuấy và nhiệt độ phản ứng. Trong quá trình điều chế chất chống cháy magiê hydroxit thông qua phương pháp pha khí, do nồng độ amoniac ổn định nên sản phẩm có ưu điểm là độ tinh khiết cao, kích thước hạt đồng đều và hiệu suất phân tán tốt; đồng thời, không có độ ẩm được đưa vào trong quá trình đưa khí amoniac vào và hydro thu được. Nồng độ của bùn oxit magiê cao, quy trình sản xuất cần diện tích nhỏ và năng suất thiết bị đơn vị cao. Tuy nhiên, nó đòi hỏi thiết bị và công nghệ cao, đồng thời cũng dễ xảy ra vấn đề khuếch tán amoniac và ô nhiễm môi trường.

4. Phương pháp sắc ký lỏng hóa học

Việc điều chế magie hydroxit bằng phương pháp pha lỏng sử dụng muối magie làm nguyên liệu chính và phản ứng với chất kiềm chứa ion hydroxit (OH-) để tạo thành kết tủa magie hydroxit, sau đó được rửa sạch và sấy khô để thu được sản phẩm . Các phương pháp pha lỏng có thể được chia thành các phương pháp kết tủa trực tiếp, phương pháp hòa tan và thủy nhiệt, phương pháp chưng cất đẳng phí kết tủa, phương pháp hóa học siêu âm và phương pháp hỗ trợ vi sóng.