CN114058084A - 一种钼基片层改性氢氧化镁及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能粉体技术领域，特别涉及一种钼基片层改性氢氧化镁及其制备方法和应用。本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁，包括氢氧化镁内核和包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳；所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。在本发明中，钼基片层形成的外壳具备较高的热稳定性，可有效防止钼基片层改性氢氧化镁在应用过程中降解；外壳含有钼元素，具备较强的催化成炭效应，且为片层形貌，应用过程中可增强炭层的稳固性并进一步有效提升物理阻隔效应；钼基片层形成的外壳在聚合物燃烧过程中会吸附聚合物降解的碎片，表面形成的许多微小孔洞结构，作为“微反应器”促使一些聚合物降解碎片碳化，提升阻燃特性。

Description

一种钼基片层改性氢氧化镁及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于功能粉体技术领域，特别涉及一种钼基片层改性氢氧化镁及其制备方法和应用。
背景技术
阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，包括添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。在添加型阻燃剂中，无机阻燃剂氢氧化镁具有冷阱效应、稀释效应和类似阻隔效应，有助于抑烟和增强炭层效果，被广泛应用于无卤阻燃电线电缆保护套和绝缘材料领域。但是，纯的氢氧化镁作为阻燃剂时，添加量较高才能保证阻燃效果。因此，研究人员提出对氢氧化镁进行改性以提高改性氢氧化镁阻燃性能。
中国专利申请CN101787290A公开了一种以聚酰亚胺为改性剂改性氢氧化镁的方法，虽然其能够通过聚酰亚胺这种良好的耐高温和易加工聚合物对氢氧化镁起到改性作用，然而其作为一种聚合物基材料，其耐热性提升有限，热稳定性差，且不具备催化效应，阻燃性能仍欠佳。中国专利申请CN104804474A提供了一种双包覆氢氧化镁阻燃剂及其制备方法，虽然可得到一种在基体中的分散性及相容性较高的氢氧化镁改性粉体，但是其作为有机小分子包裹的氢氧化镁材料耐热性提升有限，热稳定性差，也不具备催化成炭效应；包覆的微胶囊囊壁组分含有两层，易磨损，阻燃性能有进一步提升空间。
目前的改性氢氧化镁产品阻燃效果有待提升，热稳定性和催化成炭效应不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钼基片层改性氢氧化镁，本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁具有优异的阻燃性能，高的热稳定性和催化成炭效应。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种钼基片层改性氢氧化镁，包括氢氧化镁内核和包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳；所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。
优选的，所述氢氧化镁内核的粒径为0.6～1.5μm；所述外壳占钼基片层改性氢氧化镁的5～90wt.％。
优选的，所述钼基片层改性氢氧化镁的粒径为0.8～2μm。
本发明还提供了上述技术方案所述钼基片层改性氢氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
将改性氢氧化镁和钼基片层分散液混合，进行杂化反应，得到所述钼基片层改性氢氧化镁；所述改性氢氧化镁为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁。
优选的，所述钼基片层分散液中钼基片层的粒径为0.8～1.5μm；所述钼基片层分散液中的分散溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、环己烷、异丙醇、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种；所述钼基片层分散液中钼基片层的浓度为1～40mol/L。
优选的，所述硅烷偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述杂化反应的温度为20～100℃，时间为0.5～8h；所述杂化反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率为100～700rpm。
优选的，所述杂化反应后，还包括：将所得杂化反应产物依次进行清洗、固液分离和干燥。
优选的，所述清洗中的洗液为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或多种；
所述固液分离为离心；所述离心的离心速率为1000～8000rpm，时间为10～120min；
所述干燥的温度为45～120℃，时间为1～72h。
本发明还提供了上述技术方案所述钼基片层改性氢氧化镁或上述技术方案所述制备方法得到的钼基片层改性氢氧化镁作为阻燃剂的应用。
本发明提供了一种钼基片层改性氢氧化镁，包括氢氧化镁内核和包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳；所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。在本发明中，钼基片层形成的外壳具备较高的热稳定性，可有效防止钼基片层改性氢氧化镁的降解，钼基片层改性氢氧化镁热稳定性高；外壳含有钼元素，具备较强的催化成炭效应，且为片层形貌，应用过程中可增强炭层的稳固性并进一步有效提升物理阻隔效应；且钼基片层外壳在聚合物燃烧过程中会吸附聚合物降解的碎片，表面形成的许多微小孔洞结构，作为“微反应器”促使一些聚合物降解碎片碳化，与氢氧化镁内核协同发挥阻燃效果，极限氧指数高，最大烟密度低，提升阻燃特性。此外，钼基片层外壳表面具有较为蓬松的吸附钼基层，且极性较低，应用时与聚合物基体的相容性较好，保证应用所得聚合物复合材料的力学性能。
实施例测试结果表明，本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁比表面积为19.333～19.848m2/g，吸油值为26～28mL/100g；极限氧指数为29.2～30.0％，最大烟密度为86.45～87.88kg/m3，阻燃抑烟效果好；应用于PVC基体时，所得试样拉伸强度为11.56～12.08MPa，力学性能好。
附图说明
图1为实施例1所得钼基片层改性氢氧化镁的SEM图；
图2为实施例1所得钼基片层改性氢氧化镁在空气氛围中的热重曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种钼基片层改性氢氧化镁，包括氢氧化镁内核和包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳；所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。
在本发明中，所述钼基片层改性氢氧化镁包括氢氧化镁内核。在本发明中，所述氢氧化镁内核的粒径优选为0.6～1.5μm，更优选为0.65～1.4μm。
在本发明中，所述钼基片层改性氢氧化镁包括包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳。在本发明中，所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。在本发明中，所述外壳优选占钼基片层改性氢氧化镁的5～90wt.％，更优选为10～80wt.％。
在本发明中，所述钼基片层改性氢氧化镁的粒径优选为0.8～2μm，更优选为0.85～1.9μm。
本发明还提供了上述技术方案所述钼基片层改性氢氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
将改性氢氧化镁和钼基片层分散液混合，进行杂化反应，得到所述钼基片层改性氢氧化镁；所述改性氢氧化镁为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁。
在本发明中，若无特殊说明，所述各物质均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明提供改性氢氧化镁。在本发明中，所述改性氢氧化镁为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁。在本发明中，所述改性氢氧化物优选为市售购买或自主制备。
在本发明中，所述改性氢氧化镁的制备方法优选包括：将氢氧化镁预热，将所得预热氢氧化镁和硅烷偶联剂混合，进行改性处理，得到所述改性氢氧化镁。
所述氢氧化镁在预热前，本发明优选将氢氧化镁进行干燥；所述干燥的温度优选为60～120℃，更优选为80～100℃；时间优选为1～48h，更优选为12～36h。
在本发明中，所述预热的温度优选为80～180℃，更优选为90～170℃，再优选为100～160℃。
在本发明中，所述硅烷偶联剂的质量优选为预热氢氧化镁的质量的0.5～5.0％，更优选为1～4.5％，再优选为1.5～4％。
在本发明中，所述预热氢氧化镁和硅烷偶联剂的混合优选为搅拌；所述搅拌的速率优选为1000～8000rpm，更优选为1500～7500rpm，再优选为2000～7000rpm。
在本发明中，所述改性处理的温度优选为80～180℃，更优选为90～170℃，再优选为100～160℃；时间优选为3～30min，更优选为5～25min，再优选为10～20min。在本发明中，所述改性处理优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率优选为1000～8000rpm，更优选为1500～7500rpm，再优选为2000～7000rpm。
改性处理后，本发明优选将所得反应产物自然冷却至室温，得到所述改性氢氧化镁。
在本发明中，所述硅烷偶联剂优选包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
本发明提供钼基片层分散液。在本发明中，所述钼基片层分散液优选为将钼基片层和分散溶剂混合，得到所述钼基片层分散液。
在本发明中，所述钼基片层分散液中钼基片层的粒径优选为0.8～1.5μm，更优选为0.85～1.4μm。在本发明中，所述钼基片层分散液中的分散溶剂优选为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、环己烷、异丙醇、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种，更优选为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、环己烷、异丙醇、四氢呋喃或二氧六环，最优选为乙醇。在本发明中，所述钼基片层分散液中钼基片层的浓度优选为1～40mol/L，更优选为5～35mol/L，再优选为10～30mol/L。在本发明中，所述钼基片层和分散溶剂的混合方式优选为超声并搅拌。
本发明将改性氢氧化镁和钼基片层分散液混合，进行杂化反应，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
在本发明中，所述改性氢氧化镁和钼基片层分散液的混合优选为在搅拌的条件下将改性氢氧化镁加入钼基片层分散液中。
在本发明中，所述杂化反应的温度优选为20～100℃，更优选为30～90℃，再优选为40～80℃；时间优选为0.5～8h，更优选为1～7h，再优选为2～6h。在本发明中，所述杂化反应优选在超声且搅拌的条件下进行；所述超声且搅拌中搅拌的速率优选为100～700rpm，更优选为150～650rpm；超声的频率优选为10～60kHz，更优选为15～55kHz。
所述杂化反应后，本发明优选还包括：将所得杂化反应产物依次进行清洗、固液分离和干燥。
在本发明中，所述清洗中的洗液优选为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或多种。本发明通过清洗，去除未参与杂化反应的残留钼基片层和改性氢氧化镁上部分残留的硅烷偶联剂。
在本发明中，所述固液分离优选为离心。在本发明中，所述离心的离心速率优选为1000～8000rpm，更优选为1500～7500rpm，再优选为2000～7000rpm；时间优选为10～120min，更优选为20～100min，再优选为30～90min。
在本发明中，所述干燥的温度优选为45～120℃，更优选为50～115℃，再优选为60～110℃；时间优选为1～72h，更优选为12～60℃，再优选为24～48h。
本发明还提供了上述技术方案所述钼基片层改性氢氧化镁或上述技术方案所述制备方法得到的钼基片层改性氢氧化镁作为阻燃剂的应用。
本发明对所述应用没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的阻燃剂的应用即可。在本发明中，所述钼基片层改性氢氧化镁优选作为阻燃剂应用于发烟量大的聚合物的体系中；具体的，所述发烟量大的聚合物优选为含卤素或含芳香环的聚合物，更优选为聚氯乙烯、酚醛树脂、聚苯乙烯。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种钼基片层改性氢氧化镁及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将5g尺寸大小为1.0μm的钼基片层分散在乙醇中，超声并搅拌，得到5mol/L的钼基片层分散液；将氢氧化镁干燥后预热至120℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：2.5混合，于120℃、4000rpm下搅拌15min进行改性处理，得到改性氢氧化镁；将5g改性氢氧化镁在超声搅拌条件下加至所得钼基片层分散液中，50℃下以350rpm转速下搅拌4h进行杂化反应，将所得反应产物进行乙醇洗涤，然后在5000rpm转速下离心处理30min，80℃下干燥12h，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
对实施例1所得钼基片层改性氢氧化镁进行扫描电子显微测试，所得SEM图见图1。由图1可见，本实施例所得钼基片层改性氢氧化镁表观存在典型的片层包覆形貌，且包覆的较为完整，这可能是因为钼基片层本身为典型的片状结构覆盖在表面；另外，氢氧化镁经过钼基片层杂化改性后，表面存在一定的粗糙度；钼基片层改性氢氧化镁的粒径约为1.100μm。
对实施例1所得钼基片层改性氢氧化镁进行热重分析，所得空气气氛中的热重曲线图见图2。由图2可见，所得钼基片层改性氢氧化镁的热稳定性优良，其初始降解温度较高，适合用于加工温度较高的聚合物基体，并且其最终的残炭保留率也较高，大大提升了最终的成炭率。
实施例2
将5g尺寸大小为1.0μm的钼基片层分散在乙醇中，超声并搅拌，得到40mol/L的钼基片层分散液；将氢氧化镁干燥后预热至100℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：5混合，于100℃、2000rpm下搅拌20min进行改性处理，得到改性氢氧化镁；将95g改性氢氧化镁在超声搅拌条件下加至所得钼基片层分散液中，20℃下以700rpm转速下搅拌8h进行杂化反应，将所得反应产物进行乙醇洗涤，然后在1000rpm转速下离心处理120min，45℃下干燥72h，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
实施例3
将5g尺寸大小为1.0μm的钼基片层分散在乙醇中，超声并搅拌，得到1mol/L的钼基片层分散液；将氢氧化镁干燥后预热至160℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：0.5混合，于160℃、7000rpm下搅拌10min进行改性处理，得到改性氢氧化镁；将0.55g改性氢氧化镁在超声搅拌条件下加至所得钼基片层分散液中，100℃下以100rpm转速下搅拌0.5h进行杂化反应，将所得反应产物进行乙醇洗涤，然后在8000rpm转速下离心处理10min，120℃下干燥1h，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
实施例4
将5g尺寸大小为1.0μm的钼基片层分散在乙醇中，超声并搅拌，得到10mol/L的钼基片层分散液；将氢氧化镁干燥后预热至140℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：1.5混合，于140℃、5000rpm下搅拌12min进行改性处理，得到改性氢氧化镁；将10g改性氢氧化镁在超声搅拌条件下加至所得钼基片层分散液中，80℃下以500rpm转速下搅拌2h进行杂化反应，将所得反应产物进行乙醇洗涤，然后在6000rpm转速下离心处理60min，60℃下干燥24h，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
实施例5
将5g尺寸大小为1.0μm的钼基片层分散在乙醇中，超声并搅拌，得到2mol/L的钼基片层分散液；将氢氧化镁干燥后预热至120℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：3.5混合，于120℃、3000rpm下搅拌17min进行改性处理，得到改性氢氧化镁；将1g改性氢氧化镁在超声搅拌条件下加至所得钼基片层分散液中，40℃下以250rpm转速下搅拌6h进行杂化反应，将所得反应产物进行乙醇洗涤，然后在4000rpm转速下离心处理90min，100℃下干燥6h，得到所述钼基片层改性氢氧化镁。
对比例1
将氢氧化镁干燥后预热至120℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：8混合，于120℃、4000rpm下搅拌15min进行改性处理，得到改性氢氧化镁。
对比例2
将氢氧化镁干燥后预热至120℃，将所得的预热氢氧化镁和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比100：0.1混合，于120℃、4000rpm下搅拌15min进行改性处理，得到改性氢氧化镁。
对比例3
沉淀法氢氧化镁，具有片层结构。
对比例4
沉淀法氢氧化镁。
对实施例1～5和对比例1～4提供的氢氧化镁产品的粒径、比表面积和吸油值进行测试，测试方法和测试结果见表1。
表1实施例1～5和对比例1～4粒径、比表面积和吸油值测试结果
Figure BDA0003381416970000081
Figure BDA0003381416970000091
由表1可见，本发明实施例中提供的钼基片层改性氢氧化镁的中值粒径D50为1.055～1.187μm，中值粒径小；比表面积为19.333～19.848m2/g，比表面积高；吸油值为26～28mL/100g，吸油值小。相比对比例1～2，本发明经过硅烷偶偶联剂合理改性的氢氧化镁和钼基片层杂化后的钼基片层改性氢氧化镁粉体的D50相对较小，且比表面积相对更高；同时，本发明实施例提供的钼基片层改性氢氧化镁的吸油值与对比例1～4而言更低，这可能是因为氢氧化镁经过合理份数的硅烷偶联剂改性后效果较佳，当硅烷偶联剂添加过多或者过少时，均不能有效改性氢氧化镁，最终影响了钼基片层杂化氢氧化镁粉体的粒子性能，导致钼基片层改性氢氧化镁粒度增大、比表面积下降、吸油值上升；对比对比例3～4(国内外一些公司生产的氢氧化镁粉体)，本发明所提供的钼基片层改性氢氧化镁粉体在粒度上和比表面积均较佳，且吸油值显著降低，这可能是因为对比例3-4的氢氧化镁粉体表面亲水性基团较多，极性较大，导致吸油值较大，这将会降低应用时聚合物基体材料的加工流动性，也会增加下游厂商加工的成本，由此可见本发明中钼基片层在改变氢氧化镁粉体吸油值方面效果明显。
以实施例1～5所得钼基片层改性氢氧化镁和对比例1～4的氢氧化镁分别作为阻燃剂，进行阻燃抑烟测试和拉伸性能测试，测试方法为：将50g聚氯乙烯(SG5)、25g邻苯二甲酸二辛酯、2g钡镉锌稳定剂、30g碳酸钙(GY-616)、2g三氧化二锑和4g阻燃剂共混，机械搅拌后利用双辊开炼机在170℃混炼10min，模压成型，制备成相应标准测试试样以备后续性能测试：
其中，测试方法分别为：
氧指数测试：测试标准为GB/T 2406.2-2009；
烟密度测试：采用建材烟密度测试仪，测试标准为GB/T 8627-2007；
拉伸强度测试：测试标准为GB/T 1040-2018，拉伸速率为50mm/min；
测试结果见表2。
表2实施例1～5和对比例1～4阻燃抑烟效果和拉伸性能测试结果
极限氧指数(％) 最大烟密度(kg/m<sup>3</sup>) 拉伸强度(MPa)
实施例1 30.0 87.88 12.08
实施例2 29.2 86.45 11.66
实施例3 29.7 87.08 11.89
实施例4 29.4 86.68 11.67
实施例5 29.6 87.01 11.56
对比例1 28.2 92.07 10.18
对比例2 27.3 97.08 9.20
对比例3 28.1 96.28 9.27
对比例4 27.8 97.18 9.08
由表2可见，本发明实施例制备的钼基片层改性氢氧化镁的极限氧指数为29.2～30.0％，最大烟密度为86.45～87.88kg/m3，阻燃抑烟效果好。由极限氧指数测试数据，可以发现本发明各实施例制备的钼基片层改性氢氧化镁粉体均能有效提高聚氯乙烯复合材料的极限氧指数，使得其从25.1％增加到29％以上，可见添加了本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁后可以显而易见的提升聚氯乙烯基材料的阻燃性能；同时，对比对比例1～2，由于表面包覆的硅烷偶联剂过多或过少，均不利于氢氧化镁的表面改性，最终改性效果较差，难以发挥出杂化粉体较好的阻燃抑烟特性；对比对比例3～4，本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁提升的极限氧指数更高，这可能是因为钼基片层改性氢氧化镁表面存在钼基片层，不仅可以促进成炭，还能增强物理阻隔效应，同时还存在钼和氢氧化镁协效阻燃效应等诸多优势。由最大烟密度测试数据，可以发现添加了本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁，可以进一步降低聚氯乙烯基材料的烟雾释放密度，对于抑烟性能有进一步的提升，这更符合环保、抑烟要求。
由抗拉强度测试数据，发现添加了本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁后的聚氯乙烯基材料表现出良好的抗拉强度；而仅添加了偶联剂改性的氢氧化镁后，聚氯乙烯基材料的拉伸强度下降至10MPa附近；当添加对比例1～2的改性氢氧化镁时，力学性能相比实施例有一定程度的下降，这可能是因为硅烷偶联剂与氢氧化镁的份数配比不合理导致氢氧化镁表面改性效果欠佳，最终和钼基片层杂化时导致拉伸强度下降；当添加对比例3～4的氢氧化镁时，聚氯乙烯基材料的拉伸强度仅为9.08～9.27MPa，这可能是因为氢氧化镁粉体本身粒度较大，且表面极性导致其与聚氯乙烯基体相容性较差，在受到外力拉伸作用时，因为分散性不好诱导聚氯乙烯聚合物产生缺陷，进而诱导聚氯乙烯基材料力学性能的下降；而本发明提供的钼基片层改性氢氧化镁粒度小、表面极性弱，对聚氯乙烯基材料的力学性能保持有较好的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钼基片层改性氢氧化镁，包括氢氧化镁内核和包覆所述氢氧化镁内核的钼基片层形成的外壳；所述钼基片层的化学组成为MoX2，X为O、S、Se或Te。
2.根据权利要求1所述的钼基片层改性氢氧化镁，其特征在于，所述氢氧化镁内核的粒径为0.6～1.5μm；所述外壳占钼基片层改性氢氧化镁的5～90wt.％。
3.根据权利要求1所述的钼基片层改性氢氧化镁，其特征在于，所述钼基片层改性氢氧化镁的粒径为0.8～2μm。
4.权利要求1～3任一项所述钼基片层改性氢氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
将改性氢氧化镁和钼基片层分散液混合，进行杂化反应，得到所述钼基片层改性氢氧化镁；所述改性氢氧化镁为硅烷偶联剂改性的氢氧化镁。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钼基片层分散液中钼基片层的粒径为0.8～1.5μm；所述钼基片层分散液中的分散溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、环己烷、异丙醇、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种；所述钼基片层分散液中钼基片层的浓度为1～40mol/L。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述杂化反应的温度为20～100℃，时间为0.5～8h；
所述杂化反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率为100～700rpm。
8.根据权利要求4或7所述的制备方法，其特征在于，所述杂化反应后，还包括：将所得杂化反应产物依次进行清洗、固液分离和干燥。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述清洗中的洗液为去离子水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或多种；
所述固液分离为离心；所述离心的离心速率为1000～8000rpm，时间为10～120min；
所述干燥的温度为45～120℃，时间为1～72h。
10.权利要求1～3任一项所述钼基片层改性氢氧化镁或权利要求4～9任一项所述制备方法得到的钼基片层改性氢氧化镁作为阻燃剂的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041791A (zh) * 2023-03-02 2023-05-02 江西广源新材料有限公司 一种萘酐微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用
CN116478056A (zh) * 2023-04-04 2023-07-25 江西广源新材料有限公司 联苯衍生物及其制备方法和应用、复合镁肥及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2101811A1 (en) * 1992-08-05 1994-02-06 Shunichi Setoguchi Aluminium Pigments
CN104312096A (zh) * 2013-10-11 2015-01-28 南亚塑胶工业股份有限公司 一种表面被覆钼化合物的无机填料及其使用用途
CN105646946A (zh) * 2016-03-04 2016-06-08 广东工业大学 一种碳包覆磷酸锆复合粉体及其制备方法和应用
CN106596651A (zh) * 2016-12-05 2017-04-26 黑龙江大学 一种二硫化钼/氢氧化镁纳米复合材料及其制备方法和应用
CN106957454A (zh) * 2017-04-18 2017-07-18 中国科学技术大学 一种纳米材料包裹型阻燃剂及其制备方法
CN107163505A (zh) * 2017-06-27 2017-09-15 过春明 一种热固性树脂组合物及其用途

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2101811A1 (en) * 1992-08-05 1994-02-06 Shunichi Setoguchi Aluminium Pigments
CN104312096A (zh) * 2013-10-11 2015-01-28 南亚塑胶工业股份有限公司 一种表面被覆钼化合物的无机填料及其使用用途
CN105646946A (zh) * 2016-03-04 2016-06-08 广东工业大学 一种碳包覆磷酸锆复合粉体及其制备方法和应用
CN106596651A (zh) * 2016-12-05 2017-04-26 黑龙江大学 一种二硫化钼/氢氧化镁纳米复合材料及其制备方法和应用
CN106957454A (zh) * 2017-04-18 2017-07-18 中国科学技术大学 一种纳米材料包裹型阻燃剂及其制备方法
CN107163505A (zh) * 2017-06-27 2017-09-15 过春明 一种热固性树脂组合物及其用途

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041791A (zh) * 2023-03-02 2023-05-02 江西广源新材料有限公司 一种萘酐微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用
CN116041791B (zh) * 2023-03-02 2024-05-24 江西广源新材料有限公司 一种萘酐微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用
CN116478056A (zh) * 2023-04-04 2023-07-25 江西广源新材料有限公司 联苯衍生物及其制备方法和应用、复合镁肥及其制备方法和应用

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