一种镁铝复合无卤阻燃剂、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及无卤阻燃剂领域，尤其是涉及一种镁铝复合无卤阻燃剂、制备方法及应用。

背景技术

氢氧化铝和氢氧化镁是目前两种常用的无卤阻燃剂，具有价廉、高效抑烟等优点，在诸多领域具有广泛应用，如电线电缆、涂层涂料等，但单一成分的氢氧化镁或氢氧化铝的阻燃效率、填充性能等均有待进一步提高。

镁铝复合阻燃剂，具有很好的热稳定性能和化学稳定性，能够兼具阻燃、消烟和聚合物填充的三重功能，且性价比高，在现有技术中具有广泛的应用。将镁铝复合阻燃剂添加到聚合物树脂中制得的低烟无卤电缆料具有阻燃性能好、拉伸强度高、断裂伸长强度大，机械加工性能好等优点，能够有效应用于低烟无卤电缆料、PVC塑胶布，PET塑料等领域。镁铝复合阻燃剂的优点主要为：由于氢氧化铝和氢氧化镁两种物质本身的性质有所不同，仅使用氢氧化铝制成的低烟无卤电缆料制品，拉伸强度低，氧指数低，阻燃性能差，但断裂伸长率高，熔指高；仅使用氢氧化镁制成的低烟无卤电缆料制品，断裂伸长率低，熔指低，但拉伸强度高，氧指数高，阻燃性能优良。将氢氧化镁与氢氧化铝复合制成镁铝复合阻燃剂后，能够有效克服单一成分的氢氧化镁或氢氧化铝的不足，采用其制成的低烟无卤电缆料制品，拉伸强度高、断裂伸长率高，熔指高，加工性能好；同时氧指数高、燃烧发烟量少，阻燃性能好的特点，目前其已经成为无机阻燃剂的重要发展方向。

在现有的阻燃电缆料颗粒制备中，为克服单一成分的氢氧化镁或氢氧化铝在阻燃方面的不足，通常将氢氧化镁、氢氧化铝按一定复配比例，采用直接添加的方式，直接添加到高分子聚合物树脂中，其不仅操作步骤繁琐，工艺复杂，生产效率低；同时，氢氧化铝的热分解温度（初始脱水温度）为180-200℃，改性处理后的热分解温度为240℃左右，而氢氧化镁的热分解温度为340-380℃，两者分解温度的不匹配，导致上述方法制得的阻燃电缆料中的氢氧化铝和氢氧化镁无法有效复合协同阻燃，热稳定性差，实际阻燃效果有待进一步改善；并且，氢氧化镁、氢氧化铝与高分子聚合物树脂的相容性不理想，制得的阻燃电缆料性能不佳；还会导致阻燃电缆料中卤素含量高，应用安全性差，环境友好性差。

在现有的特殊阻燃领域（如PVC塑胶布等），虽然可以仅使用氢氧化镁达到制品的阻燃性能，但由于领域的特殊性，其对使用的氢氧化镁阻燃剂规格要求严格，生产成本高；且采用的氢氧化镁阻燃剂还会影响制品的力学性能。

进一步的，现有的镁铝复合阻燃剂在高分子聚合物树脂中的分散性、相容性，以及制得的阻燃材料的阻燃性能和力学性能均有待进一步提高。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，能够有效实现氢氧化铝和氢氧化镁的复合协同阻燃，阻燃剂热稳定性好，卤素含量极低，使用性价比高；镁铝复合无卤阻燃剂在高分子聚合物树脂中的分散性，相容性好，能够进一步改善应用制得的阻燃材料的阻燃性能和力学性能，降低阻燃材料生产成本。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，由以下步骤组成：超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备、镁铝复合改性；

所述超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备，以高纯氧化镁为原料，在乙酸镁存在下，经水化获得水化浆料；在研磨助剂存在下，水化浆料经湿法研磨至粒径D50＜2.0μm，获得研磨浆料；研磨浆料经水热处理、水洗、烘干，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁；

所述超细特殊晶型高纯氢氧化镁中，氢氧化镁含量≥99.5wt%，CaO含量≤0.05wt%，酸不溶物含量≤0.05wt%，水分含量≤0.5wt%，氯化物含量≤0.1wt%，粒径D50≤2.0μm；

所述镁铝复合改性，将所述超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉混合均匀，在80-100℃温度环境中，搅拌条件下，喷雾加入改性液，改性液加入完成后，继续搅拌；然后喷雾加入催化剂，催化剂加入完成后，110-140℃保温混合反应，获得反应物；反应物经蒸发脱溶、干燥，制得镁铝复合无卤阻燃剂；

所述改性液为溶解有硅烷改性剂的有机溶剂；

所述硅烷改性剂为以下至少之一：三甲氧基乙烯基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、氨基硅烷、功能性有机硅、聚醚硅油；

所述催化剂为溶解有四甲基氢氧化铵的甲醇溶液。

优选的，所述镁铝复合改性中，搅拌转速为600-900r/min；

改性液的喷雾加入时间小于5min；

催化剂的喷雾加入时间小于3min；

110-140℃保温混合反应的时间为60-90min。

优选的，所述镁铝复合改性中，改性液中硅烷改性剂与有机溶剂的重量比为1:5-8；

改性液中硅烷改性剂的添加量为超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的1-2.5%；

催化剂中四甲基氢氧化铵浓度为9-10wt%；

催化剂中四甲基氢氧化铵的添加量为超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的0.5-1.5%。

优选的，所述镁铝复合改性中，所述硅烷改性剂为以下任意一组：

硅烷改性剂1：三甲氧基乙烯基硅烷50wt%，乙烯基三乙氧基硅烷50wt%；

硅烷改性剂2：功能性有机硅50wt%，氨基硅烷50wt%；

硅烷改性剂3：乙烯基三乙氧基硅烷40wt%，聚醚硅油20wt%，氨基硅烷40wt%；

所述有机溶剂为以下至少之一：无水乙醇、丙酮、四氯化碳、乙醚、乙酸乙酯。

优选的，所述镁铝复合改性中，有机溶剂为以下任意一组的混合溶剂：

有机溶剂1：无水乙醇50wt%，四氯化碳50wt%；

有机溶剂2：无水乙醇30wt%，四氯化碳30wt%，乙酸乙酯40wt%。

进一步的，所述水化，将粉碎后的高纯氧化镁和软水投入反应釜内，加入乙酸镁，在温度85-95℃下，保温搅拌反应1.5-2h，获得水化浆料；

粉碎后的高纯氧化镁和软水的重量比为1:5-6；

乙酸镁的添加量为粉碎后的高纯氧化镁重量的3-5%。

进一步的，所述湿法研磨过程中，研磨助剂的加入方式为滴加；

通过控制研磨助剂的滴加速度，控制研磨过程中浆料粘度小于500mPa·s；

研磨助剂为以下物质中的任意两种：十二烷基苯磺酸钠、阴离子聚丙烯酰胺、聚环氧琥珀酸、烷基酚聚氧乙烯醚。

进一步的，所述水热处理，采用氢氧化钠溶液调节研磨浆料的碱度至0.2-0.3mol/L，升温至180-200℃，保温反应10-12h，获得水热浆料；

所述水洗，冷却后的水热浆料经压滤机进行一次压榨后，加入第一份去离子水，控制温度为50-60℃，进行一次打浆，控制一次打浆时间为30-40min，一次打浆搅拌转速为300-500r/min，然后进压滤机进行二次压榨；二次压榨完成后，加入第二份去离子水，控制温度为50-60℃，进行二次打浆，控制二次打浆时间为30-40min，二次打浆搅拌转速为300-500r/min，然后进压滤机进行三次压榨，控制三次压榨的滤饼含水率≤50wt%；

所述烘干，对三次压榨的滤饼进行烘干，至水分含量≤0.5wt%，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁。

一种镁铝复合无卤阻燃剂，采用前述的制备方法制得。

一种前述的镁铝复合无卤阻燃剂的应用，将镁铝复合无卤阻燃剂填充至聚合物中，并控制镁铝复合无卤阻燃剂的填充量不低于50wt%；

所述聚合物为以下之一：

EVA树脂、PE树脂的混合物；

EVA树脂、PE树脂、POE树脂的混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法中，以高纯氧化镁为原料，经水化、湿法研磨后，进行水热处理，再经水洗、烘干，制得特定规格的超细特殊晶型高纯氢氧化镁；然后采用超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝复合，先通过物理吸附的方式，将改性剂与氢氧化镁和氢氧化铝结合，再采用催化剂对硅烷分子中与硅直接相连的官能团，与氢氧化镁和氢氧化铝表面羟基进行催化反应，通过硅烷的非极性段与高分子聚合物基体分子链间的相互作用，有效实现氢氧化铝和氢氧化镁的复合协同阻燃，进一步提高阻燃剂的热稳定性，降低卤素含量，提高使用性价比；同时，进一步提高镁铝复合无卤阻燃剂与高分子聚合物树脂的结合性能，在超过50wt%填充量条件下，进一步改善应用制得的阻燃材料的阻燃性能和力学性能，降低阻燃材料生产成本。

（2）本发明的镁铝复合无卤阻燃剂，能够直接添加至高分子聚合物树脂中，易于控制添加量，添加过程简洁，易于操作；且镁铝复合无卤阻燃剂，与高分子聚合物树脂的相容性好，制得的高分子聚合物树脂的阻燃性能好；并且，在填充量超过50wt%条件下，还能够进一步改善高分子聚合物树脂的力学性能。

（3）本发明的镁铝复合无卤阻燃剂的制备中，采用的超细特殊晶型高纯氢氧化镁的质量指标如下表所示：

（4）本发明的镁铝复合无卤阻燃剂，应用于EVA树脂和PE树脂的二元复合高分子聚合物体系中，在镁铝复合无卤阻燃剂的填充量能够超过50wt%条件下，制得的阻燃聚合物的拉伸强度可达12.78-13.49MPa，断裂伸长率可达181.45-206.74%，熔融指数为11.31-13.22g/10min，极限氧指数可达34-37%。

（5）本发明的镁铝复合无卤阻燃剂，应用于EVA树脂、PE树脂、POE树脂的三元复合高分子聚合物体系中，在镁铝复合无卤阻燃剂的填充量能够超过50wt%条件下，制得的阻燃聚合物的拉伸强度可达11.76-12.98MPa，断裂伸长率可达367.25-498.52%，熔融指数为13.26-14.69g/10min，极限氧指数可达34-37%。

附图说明

图1为实施例1制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁的电镜图。

图中，氢氧化镁原粉晶粒最大尺寸＜3μm，经激光粒度仪检测氢氧化镁原粉粒径D50为1.87μm，氢氧化镁原粉粒径D100为7.62μm。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1

本实施例提供一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，具体为：

1、超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备：

1）原料粉碎

对高纯氧化镁原料进行机械粉碎，粉碎至粒径D50为4μm，获得氧化镁原料粉。

本实施例中的高纯氧化镁通过市售渠道购买获得，具体规格为：氧化镁含量97.62wt%，氯离子含量0.43%，粒径D50：45.63μm。

2）水化

在反应釜中，加入软水和氧化镁原料粉，并加入水化助剂（乙酸镁）。在温度90℃下，保温搅拌反应1.75h，获得水化浆料。

其中，氧化镁原料粉与软水的重量比为1:5.5。

水化助剂（乙酸镁）的添加量为氧化镁原料粉重量的4%。

3）湿法研磨

使用磨剥机，对水化浆料进行湿法研磨，控制研磨粒径D50＜2.0um，获得研磨浆料；同时，在研磨过程中滴加研磨助剂，并通过控制研磨助剂的滴加速度，控制研磨过程中浆料粘度小于500mPa·s。

其中，研磨助剂的添加量为1.3wt%（以氢氧化镁干粉重量计）。

研磨助剂由以下重量百分比的物料组成：十二烷基苯磺酸钠70wt%，聚环氧琥珀酸30wt%。

4）水热处理

将研磨浆料转移至高压反应釜中，滴加氢氧化钠溶液（浓度30wt%），调节浆料碱度至0.25mol/L，将反应釜升温至190℃进行水热处理，保温反应10.5h，获得水热浆料；将水热浆料转入至冷却罐内，冷却至水热浆液温度≤60℃。

5）水洗：

冷却后的水热浆料经压滤机进行一次压榨后，加入第一份去离子水，控制温度为55℃，进行一次打浆，控制一次打浆时间为35min，一次打浆搅拌转速为350r/min，然后进压滤机进行二次压榨；二次压榨完成后，加入第二份去离子水，控制温度为55℃，进行二次打浆，控制二次打浆时间为35min，二次打浆搅拌转速为450r/min，然后进压滤机进行三次压榨，控制三次压榨的滤饼含水率≤50wt%。

其中，第一份去离子水的添加量为22m

第二份去离子水的添加量为22m

6）烘干

采用闪蒸干燥机对三次压榨的滤饼进行烘干，烘干温度为160℃，控制烘干后物料水分含量≤0.5wt%，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁。

本实施例制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁，质量指标如下表所示：

2、镁铝复合改性：

按6:4的重量份比值，将前述制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉混合均匀，升温至90℃，保温；然后在750r/min搅拌条件下，以高压喷雾的形式喷入改性液，并控制改性液在5min内喷完；改性液喷入完成后继续搅拌25min；再以高压喷雾的形式喷入催化剂，并控制催化剂在3min内喷完；然后控制温度为125℃，保温混合反应80min，获得反应物；反应物蒸除有机溶剂后，110℃干燥，制得镁铝复合无卤阻燃剂。

其中，本实施例采用的氢氧化铝原粉通过市售途径获得，具体规格为：粒径D50：1.74μm，氢氧化铝含量99.56wt%，SiO

催化剂为溶解有四甲基氢氧化铵的甲醇溶液，四甲基氢氧化铵浓度为10wt%。催化剂中四甲基氢氧化铵的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的0.9%。

改性液是将硅烷改性剂投入至有机溶剂中溶解制得；硅烷改性剂与有机溶剂的重量比为1:6。改性液中硅烷改性剂的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的1.5%。

改性液中硅烷改性剂由以下重量百分比的物料组成：三甲氧基乙烯基硅烷50wt%，乙烯基三乙氧基硅烷50wt%；

改性液中有机溶剂由以下重量百分比的物料组成：无水乙醇50wt%，四氯化碳50wt%。

本实施例制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.92wt%，有效物质含量99.53wt%，粒径为1.78μm，白度为99.1，水分含量0.42wt%。

本实施例还提供采用前述方法制得的镁铝复合无卤阻燃剂。

实施例2

本实施例提供一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，具体为：

1、超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备：

1）原料粉碎

对高纯氧化镁原料进行机械粉碎，粉碎至粒径D50为4.5μm，获得氧化镁原料粉。

本实施例中的高纯氧化镁通过市售渠道购买获得，具体规格为：氧化镁含量97.62wt%，氯离子含量0.43%，粒径D50：45.63μm。

2）水化

在反应釜中，加入软水和氧化镁原料粉，并加入水化助剂（乙酸镁）。在温度85℃下，保温搅拌反应1.5h，获得水化浆料。

其中，氧化镁原料粉与软水的重量比为1:5。

水化助剂（乙酸镁）的添加量为氧化镁原料粉重量的3%。

3）湿法研磨

使用磨剥机，对水化浆料进行湿法研磨，控制研磨粒径D50＜2.0um，获得研磨浆料；同时，在研磨过程中滴加研磨助剂，并通过控制研磨助剂的滴加速度，控制研磨过程中浆料粘度小于500mPa·s。

其中，研磨助剂的添加量为1wt%（以氢氧化镁干粉重量计）。

研磨助剂由以下重量百分比的物料组成：阴离子聚丙烯酰胺65wt%，烷基酚聚氧乙烯醚35wt%。

4）水热处理

将研磨浆料转移至高压反应釜中，滴加氢氧化钠溶液（浓度30wt%），调节浆料碱度至0.2mol/L，将反应釜升温至180℃进行水热处理，保温反应10h，获得水热浆料；将水热浆料转入至冷却罐内，冷却至水热浆液温度≤60℃。

5）水洗：

冷却后的水热浆料经压滤机进行一次压榨后，加入第一份去离子水，控制温度为50℃，进行一次打浆，控制一次打浆时间为30min，一次打浆搅拌转速为300r/min，然后进压滤机进行二次压榨；二次压榨完成后，加入第二份去离子水，控制温度为50℃，进行二次打浆，控制二次打浆时间为30min，二次打浆搅拌转速为300r/min，然后进压滤机进行三次压榨，控制三次压榨的滤饼含水率≤50wt%。

其中，第一份去离子水的添加量为20m

第二份去离子水的添加量为20m

6）烘干

采用闪蒸干燥机对三次压榨的滤饼进行烘干，烘干温度为150℃，控制烘干后物料水分含量≤0.5wt%，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁。

本实施例制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁，质量指标如下表所示：

2、镁铝复合改性：

按5:5的重量份比值，将前述制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉混合均匀，升温至80℃，保温；然后在600r/min搅拌条件下，以高压喷雾的形式喷入改性液，并控制改性液在5min内喷完；改性液喷入完成后继续搅拌20min；再以高压喷雾的形式喷入催化剂，并控制催化剂在3min内喷完；然后控制温度为110℃，保温混合反应60min，获得反应物；反应物蒸除有机溶剂后，80℃干燥，制得镁铝复合无卤阻燃剂。

其中，本实施例采用的氢氧化铝原粉通过市售途径获得，具体规格为：粒径D50：1.75μm，氢氧化铝含量99.53wt%，SiO

催化剂为溶解有四甲基氢氧化铵的甲醇溶液，四甲基氢氧化铵浓度为9wt%。催化剂中四甲基氢氧化铵的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的0.5%。

改性液是将硅烷改性剂投入至有机溶剂中溶解制得；硅烷改性剂与有机溶剂的重量比为1:5。改性液中硅烷改性剂的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的2.5%。

改性液中硅烷改性剂由以下重量百分比的物料组成：三甲氧基乙烯基硅烷50wt%，乙烯基三乙氧基硅烷50wt%；

改性液中有机溶剂由以下重量百分比的物料组成：无水乙醇50wt%，四氯化碳50wt%。

本实施例制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.96wt%，有效物质含量99.58wt%，粒径为1.88μm，白度为99.3，水分含量0.41wt%。

本实施例还提供采用前述方法制得的镁铝复合无卤阻燃剂。

实施例3

本实施例提供一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，具体为：

1、超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备：

1）原料粉碎

对高纯氧化镁原料进行机械粉碎，粉碎至粒径D50为5μm，获得氧化镁原料粉。

本实施例中的高纯氧化镁通过市售渠道购买获得，具体规格为：氧化镁含量97.62wt%，氯离子含量0.43%，粒径D50：45.63μm。

2）水化

在反应釜中，加入软水和氧化镁原料粉，并加入水化助剂（乙酸镁）。在温度95℃下，保温搅拌反应2h，获得水化浆料。

其中，氧化镁原料粉与软水的重量比为1:6。

水化助剂（乙酸镁）的添加量为氧化镁原料粉重量的5%。

3）湿法研磨

使用磨剥机，对水化浆料进行湿法研磨，控制研磨粒径D50＜2.0um，获得研磨浆料；同时，在研磨过程中滴加研磨助剂，并通过控制研磨助剂的滴加速度，控制研磨过程中浆料粘度小于500mPa·s。

其中，研磨助剂的添加量为2wt%（以氢氧化镁干粉重量计）。

研磨助剂由以下重量百分比的物料组成：十二烷基苯磺酸钠70wt%，聚环氧琥珀酸30wt%。

4）水热处理

将研磨浆料转移至高压反应釜中，滴加氢氧化钠溶液（浓度30wt%），调节浆料碱度至0.3mol/L，将反应釜升温至200℃进行水热处理，保温反应12h，获得水热浆料；将水热浆料转入至冷却罐内，冷却至水热浆液温度≤60℃。

5）水洗：

冷却后的水热浆料经压滤机进行一次压榨后，加入第一份去离子水，控制温度为60℃，进行一次打浆，控制一次打浆时间为40min，一次打浆搅拌转速为500r/min，然后进压滤机进行二次压榨；二次压榨完成后，加入第二份去离子水，控制温度为60℃，进行二次打浆，控制二次打浆时间为40min，二次打浆搅拌转速为500r/min，然后进压滤机进行三次压榨，控制三次压榨的滤饼含水率≤50wt%。

其中，第一份去离子水的添加量为25m

第二份去离子水的添加量为25m

6）烘干

采用闪蒸干燥机对三次压榨的滤饼进行烘干，烘干温度为170℃，控制烘干后物料水分含量≤0.5wt%，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁。

本实施例制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁，质量指标如下表所示：

2、镁铝复合改性：

按6:4的重量份比值，将前述制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉混合均匀，升温至100℃，保温；然后在900r/min搅拌条件下，以高压喷雾的形式喷入改性液，并控制改性液在5min内喷完；改性液喷入完成后继续搅拌30min；再以高压喷雾的形式喷入催化剂，并控制催化剂在3min内喷完；然后控制温度为140℃，保温混合反应90min，获得反应物；反应物蒸除有机溶剂后，120℃干燥，制得镁铝复合无卤阻燃剂。

其中，本实施例采用的氢氧化铝原粉通过市售途径获得，具体规格为：粒径D50：1.75μm，氢氧化铝含量99.53wt%，SiO

催化剂为溶解有四甲基氢氧化铵的甲醇溶液，四甲基氢氧化铵浓度为9.5wt%。催化剂中四甲基氢氧化铵的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的1.5%。

改性液是将硅烷改性剂投入至有机溶剂中溶解制得；硅烷改性剂与有机溶剂的重量比为1:8。改性液中硅烷改性剂的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的1%。

改性液中硅烷改性剂由以下重量百分比的物料组成：功能性有机硅50wt%，氨基硅烷50wt%；

改性液中有机溶剂由以下重量百分比的物料组成：无水乙醇30wt%，四氯化碳30wt%，乙酸乙酯40wt%。

本实施例制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.95wt%，有效物质含量99.55wt%，粒径为1.92μm，白度为99.1，水分含量0.46wt%。

本实施例还提供采用前述方法制得的镁铝复合无卤阻燃剂。

实施例4

本实施例提供一种镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法，具体为：

1、超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备：

1）原料粉碎

对高纯氧化镁原料进行机械粉碎，粉碎至粒径D50为4.2μm，获得氧化镁原料粉。

本实施例中的高纯氧化镁通过市售渠道购买获得，具体规格为：氧化镁含量97.62wt%，氯离子含量0.43%，粒径D50：45.63μm。

2）水化

在反应釜中，加入软水和氧化镁原料粉，并加入水化助剂（乙酸镁）。在温度90℃下，保温搅拌反应2h，获得水化浆料。

其中，氧化镁原料粉与软水的重量比为1:5.3。

水化助剂（乙酸镁）的添加量为氧化镁原料粉重量的4%。

3）湿法研磨

使用磨剥机，对水化浆料进行湿法研磨，控制研磨粒径D50＜2.0um，获得研磨浆料；同时，在研磨过程中滴加研磨助剂，并通过控制研磨助剂的滴加速度，控制研磨过程中浆料粘度小于500mPa·s。

其中，研磨助剂的添加量为1.3wt%（以氢氧化镁干粉重量计）。

研磨助剂由以下重量百分比的物料组成：阴离子聚丙烯酰胺65wt%，烷基酚聚氧乙烯醚35wt%。

4）水热处理

将研磨浆料转移至高压反应釜中，滴加氢氧化钠溶液（浓度30wt%），调节浆料碱度至0.25mol/L，将反应釜升温至185℃进行水热处理，保温反应11h，获得水热浆料；将水热浆料转入至冷却罐内，冷却至水热浆液温度≤60℃。

5）水洗：

冷却后的水热浆料经压滤机进行一次压榨后，加入第一份去离子水，控制温度为55℃，进行一次打浆，控制一次打浆时间为35min，一次打浆搅拌转速为400r/min，然后进压滤机进行二次压榨；二次压榨完成后，加入第二份去离子水，控制温度为55℃，进行二次打浆，控制二次打浆时间为35min，二次打浆搅拌转速为400r/min，然后进压滤机进行三次压榨，控制三次压榨的滤饼含水率≤50wt%。

其中，第一份去离子水的添加量为20m

第二份去离子水的添加量为25m

6）烘干

采用闪蒸干燥机对三次压榨的滤饼进行烘干，烘干温度为165℃，控制烘干后物料水分含量≤0.5wt%，制得超细特殊晶型高纯氢氧化镁。

本实施例制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁，质量指标如下表所示：

2、镁铝复合改性：

按5:5的重量份比值，将前述制得的超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉混合均匀，升温至95℃，保温；然后在800r/min搅拌条件下，以高压喷雾的形式喷入改性液，并控制改性液在5min内喷完；改性液喷入完成后继续搅拌25min；再以高压喷雾的形式喷入催化剂，并控制催化剂在3min内喷完；然后控制温度为125℃，保温混合反应70min，获得反应物；反应物蒸除有机溶剂后，110℃干燥，制得镁铝复合无卤阻燃剂。

其中，本实施例采用的氢氧化铝原粉通过市售途径获得，具体规格为：粒径D50：1.75μm，氢氧化铝含量99.53wt%，SiO

催化剂为溶解有四甲基氢氧化铵的甲醇溶液，四甲基氢氧化铵浓度为9.2wt%。催化剂中四甲基氢氧化铵的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的1.1%。

改性液是将硅烷改性剂投入至有机溶剂中溶解制得；硅烷改性剂与有机溶剂的重量比为1:6。改性液中硅烷改性剂的添加量为，超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝原粉总重量的2.0%。

改性液中硅烷改性剂由以下重量百分比的物料组成：功能性有机硅50wt%，氨基硅烷50wt%；

改性液中有机溶剂由以下重量百分比的物料组成：无水乙醇30wt%，四氯化碳30wt%，乙酸乙酯40wt%。

本实施例制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.98wt%，有效物质含量99.53wt%，粒径为1.75μm，白度为99.2，水分含量0.45wt%。

本实施例还提供采用前述方法制得的镁铝复合无卤阻燃剂。

实施例5

采用实施例1的技术方案，其不同之处为：镁铝复合改性步骤中，采用的改性液中硅烷改性剂由以下重量百分比的物料组成：乙烯基三乙氧基硅烷40wt%，聚醚硅油20wt%，氨基硅烷40wt%。

本实施例制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.93wt%，有效物质含量99.56wt%，粒径为1.82μm，白度为99.2，水分含量0.44wt%。

本实施例还提供采用前述方法制得的镁铝复合无卤阻燃剂。

应用例1

一种镁铝复合无卤阻燃剂的应用，具体为：

将镁铝复合无卤阻燃剂与树脂、相容剂、硅酮、助剂混合均匀，投入至开炼机内，控制开炼温度为140℃，开炼时间为20min，制得开炼物；开炼物经150℃硫化处理30min，冷却后制得阻燃聚合物产品。

其中，按重量份，各原料组成为：EVA树脂 25份；PE树脂 6份；相容剂 3份；硅酮 2份；助剂2份；镁铝复合阻燃剂 40份。（镁铝复合阻燃剂在镁铝复合阻燃剂的填充率为51.3wt%）

相容剂为马来酸酐接枝改性茂金属聚乙烯，牌号MC218，宁波能之光新材料科技股份有限公司生产。

助剂由以下重量百分比的原料组成：二乙基次膦酸铝80%，硼酸锌20%。

采用应用例1的技术方案，其中的镁铝复合无卤阻燃剂分别采用实施例1-4的镁铝复合无卤阻燃剂，制得阻燃聚合物产品；同时，分别设置以下对比例，并制得阻燃聚合物产品。

1）对比例1，采用实施例1的技术方案，其不同之处为：省略超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备和使用，仅对氢氧化铝原粉进行改性处理。

2）对比例2，采用实施例1的技术方案，其不同之处为：省略氢氧化铝原粉的使用，仅对超细特殊晶型高纯氢氧化镁进行改性处理。

3）对比例3，采用实施例1的技术方案，其不同之处为：省略镁铝复合改性步骤，将超细特殊晶型高纯氢氧化镁和氢氧化铝原粉按6:4的重量比混合均匀，制得镁铝复合无卤阻燃剂。

4）对比例4，采用实施例1的技术方案，其不同之处为：省略超细特殊晶型高纯氢氧化镁的制备和使用，仅采用常规晶型的市售氢氧化镁与氢氧化铝按6:4的重量比进行复合改性，制得镁铝复合无卤阻燃剂。（对比例4中制得的镁铝复合无卤阻燃剂，包覆率为99.9%，有效物质含量99.21wt%，粒径为1.96μm，白度为98.5，水分含量0.46wt%。）

采用冲片机分别将实施例1-4、对比例1-4制得的阻燃聚合物产品制成检测片（厚度为1mm）后，使用万能试验机检测拉伸强度、断裂伸长率，使用熔体流动速率仪检测熔融指数；同时，采用冲片机将实施例1-4、对比例1-4制得的阻燃聚合物产品制成检测片（厚度为3mm）后，使用氧指数仪检测极限氧指数。具体检测结果如下：

应用例2

一种镁铝复合无卤阻燃剂的应用，具体为：

将镁铝复合无卤阻燃剂与树脂、相容剂、硅酮、助剂混合均匀，投入至开炼机内，控制开炼温度为140℃，开炼时间为20min，制得开炼物；开炼物经150℃硫化处理30min，冷却后制得阻燃聚合物产品。

其中，按重量份，各原料组成为：EVA树脂 10份；PE树脂 5份；POE树脂 15份；相容剂 3份；硅酮 2份；助剂3份；超细高纯氢氧化镁 40份（超细高纯氢氧化镁填充率51.3wt%）。

相容剂为马来酸酐接枝改性茂金属聚乙烯，牌号MC218，宁波能之光新材料科技股份有限公司生产。

助剂由以下重量百分比的原料组成：二乙基次膦酸铝80%，硼酸锌20%。

采用应用例2的技术方案，其中的镁铝复合无卤阻燃剂分别采用实施例1-4的镁铝复合无卤阻燃剂，制得阻燃聚合物产品。

采用冲片机将实施例1-4制得的阻燃聚合物产品制成检测片（厚度为1mm）后，使用万能试验机检测拉伸强度、断裂伸长率，使用熔体流动速率仪检测熔融指数；同时，采用冲片机将实施例1-4制得的阻燃聚合物产品制成检测片（厚度为3mm）后，使用氧指数仪检测极限氧指数。具体检测结果如下：

可以看出，本发明的镁铝复合无卤阻燃剂的制备方法中，以高纯氧化镁为原料，经水化、湿法研磨后，进行水热处理，再经水洗、烘干，制得特定规格的超细特殊晶型高纯氢氧化镁；然后采用超细特殊晶型高纯氢氧化镁与氢氧化铝复合，先通过物理吸附的方式，将改性剂与氢氧化镁和氢氧化铝结合，再采用催化剂对硅烷分子中与硅直接相连的官能团，与氢氧化镁和氢氧化铝表面羟基进行催化反应，通过硅烷的非极性段与高分子聚合物基体分子链间的相互作用，有效实现氢氧化铝和氢氧化镁的复合协同阻燃，进一步提高阻燃剂的热稳定性，降低卤素含量，提高使用性价比；同时，进一步提高镁铝复合无卤阻燃剂与高分子聚合物树脂的结合性能，在超过50wt%填充量条件下，进一步改善应用制得的阻燃材料的阻燃性能和力学性能，降低阻燃材料生产成本。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。