备过程中全部技术关键最终确定了最佳合成工艺条件。研究过程中设半且大部分是微米或亚微米级氢氧化铝和氢氧化镁。由于无机阻燃剂具有明显性能优势自以后发达工业化国家纷纷建立了万吨级无机阻燃剂生产装置使无机阻燃剂消耗量在阻燃剂总消耗量中比例进步增加例如美国为日本为欧洲为。年我国阻燃剂消耗量约万吨按近两年递增速度预计年我国阻燃剂需求将达万吨。目前我国阻燃剂产品结构中有机阻燃剂占无机阻燃剂仅占与国外阻燃剂结构相比存在极大反差这是长期以来对无机阻燃剂开发力度不够所导致结果。国外研究者正在致力于无机阻燃剂超细化研究但超细产品远未达到纳米量级。例如美国公司开发氢氧化铝超细级产品和平均粒径为公司超细其粒径为。由于微米级氢氧化铝颗粒尺寸较大影响了其在高聚物中分散性以及其阻燃性能发挥因此人们又将研究重点转向了以氢氧化镁为代表镁基阻燃剂上来但是目前氢氧化镁阻燃剂产品颗粒尺寸也仅处于微米量级在阻燃性能上仍有提高余地。氢氧化镁俗称水镁石为片状结构晶体材料在每个镁离子周围有六个羟基与之配位形成八面体结构这些小八面体通过共边构成层板。上述八面体中两价镁离子如果部分地被三价金属离子取代在定条件下就会形成阴离子型层状结构材料水滑石。化学组成式为般是离子为三价金属离子为价阴离子。层状结构如图所示纳米量级二维层板纵向有序排列形成三维晶体结构。在层状结构中层板上原子以共价键结合层间阴离子与层板之间除了以离子键形式连接外还存在象氢键这样弱化学相互作用。层板上引入三价阳离子使层板骨架带正电荷层间相反电荷阴离子与之相平衡整体显电中性。层间阴离子产生定向作用力使其不同于片状结构通过层板和层间阴行业技术进步。项目实施对突破欧盟在电子电器行业设置技术和贸易壁垒具有重要意义项目完成后可是相关产品出口国外占领先进功能材料制备技术制高点。项目产品以我国优势镁资源和铝资源为原料项目实施对平衡利用自然资源消除环境污染变工业副产品为高附加值功能材料提高经济和社会效益具有重要意义。七项目实施进度计划年月年月进行土建设计现有基建条件改造年月年月进行工艺设计非标设备设计及制造定型设备选型及采购年月年月进行设备安装年月年月进行调试开车及试生产。表达产进度及经济效益序号年份产量吨销售收入万元缴税总额万元净利润万元和层间阴离子交错排列以及层层叠加形成层状结构晶体。层间阴离子具有可交换性通过控制制备条件向层间引入新功能性阴离子以置换原来阴离子可以制备大类具有插层结构功能材料且其层间距也随层间离子大小不同呈规律性变化。图典型结构示意图我国是镁资源储量十分丰富国家铝土矿拥有量也据世界前列。就镁资源而论据不完全统计我国盐湖镁盐和沿海盐化工副产氯化镁总量达数十亿吨镁资源拥有量占全球总储量居世界首位。但方面资源利用率及深加工率低大量初级镁资源流失国外同时另方面大量闲置和废弃海洋及盐湖镁资源海洋盐化工年副产镁盐万吨得不到有效利用严重污染了环境。自年起北京化工大学在多项国家自然科学基金支持下开始针对阴离子层状结构材料进行研究主要集中在制备新型催化材料方面通过基础和应用基础研究为层状结构材料进步发展奠定了基础。年在欧盟支持下直从事阴离子层状结构材料概述前言阻燃剂作为阻燃材料关键添加剂分为有机型和无机型两大类鉴于有机阻燃剂在材料受热时释放出大量有毒有害气体危及人身安全并可能对环境造成污染目前无机阻燃剂开发和应用在世界范围内越来越受到人们重视。在项目前期研究中以我国西部盐湖地区储量丰富镁资源沿海地区盐化工企业副产氯化镁以及储量丰富铝土矿资源为原料在国家自然科学基金科技部九五重点科技攻关计划国家高技术发展计划及北京市政府大力支持下开展镁基高抑烟无机阻燃剂可分为有机型和无机型两大类。有机阻燃剂包括磷系卤磷系和磷磷系等无机阻燃剂则可分为锑系磷系和硼系等。这些阻燃剂虽然具有良好阻燃性但也存在许多问题其中大步分对环境和人身安全会产生严重影响。现今新型阻燃剂研究开发趋势是有机阻燃剂正朝着低卤和无卤化方向发展无机阻燃剂则要求在无卤情况下兼有阻燃抑烟和填料等多重功能。近年来国内发生多起重大火灾造成了大量人员伤亡和巨大财产损失每年经济损失数以百亿元计。在这些火灾事故中人员伤亡是材料受热及燃烧时释放有毒有害气体所致因此从这些惨痛教训中反映出了开发阻燃抑烟等多功能阻燃复合材料并使其在国民经济众多领域获得实际应用重要性。年世界阻燃剂年消耗量约为万吨其中无机阻燃剂用量接近半且大部分是微米或亚微米级氢氧化铝和氢氧化镁。由于无机阻燃剂具有明显性能优势自以后发达工业化国家纷纷建立了万吨级无机阻燃剂生产装置使无机阻燃剂消耗量在阻燃剂总消耗量中比例进步增加例如美国为日本为欧洲为。年我国阻燃剂消耗量约万吨按近两年递增速度预计年我国阻燃剂需求将达万吨。目前我国阻燃剂产品结构中有机阻燃剂占无机阻燃剂仅占与国外阻燃剂结构相比存在极大反差这是长期以来对无机阻燃剂开发力度不够所导致结果。国外研究者正在致力于无机阻燃剂超细化研究但超细产品远未达到纳米量级。例如美国公司开发氢氧化铝超细级产品和平均粒径为公司超细其粒径为。由于微米级氢氧化铝颗粒尺寸较大影响了其在高聚物中分散性以及其阻燃性能发挥因此人们又将研究重点转向了以氢氧化镁为代表镁基阻燃剂上来但是目前氢氧化镁阻燃剂产品颗粒尺寸也仅处于微米量级在阻燃性能上仍有提高余地。氢氧化镁俗称水镁石为片状结构晶体材料在每个镁离子周围有六个羟基与之配位形成八面体结构这些小八面体通过共边构成层板。上述八面体中两价镁离子如果部分地被三价金属离子取代在定条件下就会形成阴离子型层状结构材料水滑石。化学组成式为般是离子为三价金属离子为价阴离子。层状结构如图所示纳米量级二维层板纵向有序排列形成三维晶体结构。在层状结构中层板上原子以共价键结合层间阴离子与层板之间除了以离子键形式连接外还存在象氢键这样弱化学相互作用。层板上引入三价阳离子使层板骨架带正电荷层间相反电荷阴离子与之相平衡整体显电中性。层间阴离子产生定向作用力使其不同于片状结构通过层板和层间阴离子交错排列以及层层叠加形成层状结构晶体。层间阴离子具有可交换性通过控制制备条件向层间引入新功能性阴离子以置换原来阴离子可以制备大类具有插层结构功能材料且其层间距也随层间离子大小不同呈规律性变化。图典型结构示意图我国是镁资源储量十分丰富国家铝土矿拥有量也据世界前列。就镁资源而论据不完全统计我国盐湖镁盐和沿海盐化工副产氯化镁总量达数十亿吨镁资源拥有量占全球总储量居世界首位。但方面资源利用率及深加工率低大量初级镁资源流失国外同时另方面大量闲置和废弃海洋及盐湖镁资源海洋盐化工年副产镁盐万吨得不到有效利用严重污染了环境。自年起北京化工大学在多项国家自然科学基金支持下开始针对阴离子层状结构材料进行研究主要集中在制备新型催化材料方面通过基础和应用基础研究为层状结构材料进步发展奠定了基础。年在欧盟支持下直从事阴离子层状结构材料研究英国大学博士来华进行合作研究加强了北京化工大学在这方面研究实力使研究工作进展速度进步加快。年开始将具有层状结构纳米氢氧化镁和纳米镁铝水滑石作为抑烟阻燃剂开展了全面系统应用基础研究。先后开展了阻燃抑烟机理层状结构设计层状晶体生长机理成核反应控制晶化条件及粒径尺寸分布控制和粒子表面改性方法等多方面应用基础研究工作。年开始进行镁基纳米无机阻燃剂合成工艺研究解决了制燃剂研究与开发奠定了良好应用基础研究应用研究以及工程化研究基础先后研究成功纳米氢氧化镁纳米镁铝层状结构材料以及超分子结构磷酸根和硼酸根插层材料三代镁基高抑烟无机阻燃剂实现了结构和制备技术创新。随后在北京市科技重点项目国家经贸委创新基金以及国家计委产业化示范工程项目等支持下先后建立了系列镁基高抑烟无机阻燃剂制备通用技术平台和橡胶等材料及制品有显著阻燃抑烟作用产品性能优于国外微米级氢氧化镁。年在国家计委产业化示范工程项目支持下应用创制系列关键技术建立了套年产吨镁基无机阻燃剂生产装置使系列镁基纳米无机阻燃剂生产实现了产业化。北京思践通科技发展有限公司是生产石油化工助剂精细化学品功能性复合材料以及专用化工设备高新技术企业作为项目研究单位之于年以后助北京化工大学开展了系列镁基高抑烟阻燃材料生产工程化研究工作开发了阻燃母料中试生产工艺奠定了系列镁基高抑烟阻燃材料工业化生产技术和工程基础。技术开发状况合成材料在国民经济中获得了越来越广泛应用但合成材料般具有可燃易燃特点易引发火灾危害及毒气中毒事故迫使人们对各种合成材料提出了阻燃要求。目前。国内外获得实际应用有机阻燃剂可分为溴系和磷系无机阻燃剂则主要为氢氧化铝氢氧化镁硼酸锌等。卤素阻燃剂优点是用量较少阻燃效率高成本效能平衡性好且适应性广但是卤素阻燃剂最大缺点是受热时发烟量大且释放出卤化氢气体具有强腐蚀性和毒性潜藏着二次危害因此其使用受到限制。在全球阻燃剂非卤化倾向驱使下无机阻燃剂得到了快速发展。无机阻燃剂分解温度高除了良好阻燃效果外还具有抑制发烟作用综合性能优于有机阻燃剂。由于无机阻燃剂无毒抑烟不产生腐蚀性气体稳定性好被称之为环保型或无公害阻燃剂。目前国外工业发达国家无机阻燃剂消费量已超过了有机阻燃剂。氢氧化铝主要用于加工温度低于其分解温度阻燃复合材料。氢氧化镁在之间分解热稳定性好具有良好阻燃及消烟效果特别适宜于加工温度较高聚烯烃塑料。氢氧化铝和氢概述前言阻燃剂作为阻燃材料的关键添加剂分为有机型和无机型两大类鉴于有机阻燃剂在材料受热时释放出大量有毒有害气体危及人身安全并可能对环境造成污染目前无机阻燃剂的开发和应用在世界范围内越来越受到人们的重视。在项目前期研究中以我国西部盐湖地区储量丰富的镁资源沿海地区盐化工企业副产的氯化镁以及储量丰富的铝土矿资源为原料在国家自然科学基金科技部九五重点科技攻关计划国家高技术发展计划及北京市政府的大力支持下开展镁基高抑烟无机阻燃剂的研究与开发奠定了良好的应用基础研究应用研究以及工程化研究基础先后研究成功纳米氢氧化镁纳米镁铝层状结构材料已经在田湾核电站建设中举中标。依托系列镁基高抑烟阻燃复合材料研究平台突破了关键生产和应用技术为镁基高抑烟阻燃复合材料产品最终实现产业化奠定了技术基础。项目成果具有如下特征以纳米氢氧化镁层状结构材料以及插层结构材料为原料利用其结构特殊性粒度超细化特点改善了在材料中分散