约 万吨，按近两年的递增速度，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的反差，这是长期以来对 无机阻燃剂开发力度不够所导致的结果。国外研究者正在致力于无机 阻燃剂的超细化研究，但超细产品远未达到纳米量级。例如，美国 公司开发的氢氧化铝超细级产品和， 平均粒径为公司的超细，其粒径为。 由于微米级氢氧化铝的颗粒尺寸较大，影响了其在高聚物中 的分散性以及其阻燃性能的发挥，因此人们又将研究重点转向了以氢 氧化镁为代表的镁基阻燃剂上来，但是目前氢氧化镁阻燃 剂产品的颗粒尺寸也仅处于微米量级，在阻燃性能上仍有提高的余 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。上述八面体中的两价镁离子如果部分地被三价的金属离 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。的化学组成式为 ，般是离子，为三价金属离子，为 价阴离子。的层状结构如图所示，纳米量级的二维层板纵向 有序排列形成三维晶体结构。在的层状结构中，层板上的原子 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 存在象氢键这样的弱化学相互作用。层板上引入三价阳离子使 层板骨架带正电荷，层间相反电荷的阴离子与之相平衡，整体显电中 性。的层间阴离子产生的定向作用力，使其不同于片状结构的 ，通过层板和层间阴离子的交错排列，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 间引入新的功能性阴离子以置换原来的阴离子，可以制备大类具有 插层结构的功能材料，且其层间距也随层间离子的大小不同呈 规律性变化。 图典型的结构示意图我国是镁资源储量十分丰富的国家，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 的氯化镁的总量达数十亿吨，镁资源拥有量占全球总储量的，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的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的利用，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的支持下， 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的进步发展奠定 了基础。 年，在欧盟支持下直从事阴离子层状结构材料研究的英国 大学博士来华进行合作研究，加强了北京化工大学 在这方面的研究实力，使研究工作进展速度进步加快。 年，开始将具有层状结构的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的应用基础研究。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的应用基础 研究工作。 年，开始进行镁基纳米无机阻燃剂的合成工艺研究，解决了 制备过程中的全部技术关键，最终确定了最佳合成工艺条件。研究过 程中，设计了立足国产原料的工艺路线，创立了全返混旋转液膜反应 器快速成核成核晶化隔离程序控温动态晶化组合式动态干燥等系列关键技术，在北京市科技重点项目基金的支持下建立了套年 产吨纳米粉体的生产装置进行中试研究。随后开展了磷酸根和硼 酸根为客体的超分子插层结构阻燃剂的合成研究，并迅速打开 了工作局面。 年，对镁基纳米用力，使其不同于片状结构的 ，通过层板和层间阴离子的交错排列，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 间引入新的功能性阴离子以置换原来的阴离子，源而论，据不完全统计，我国盐湖镁盐和沿海盐化工副产 的氯化镁的总量达数十亿吨，镁资源拥有量占全球总储量的，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的进步发展奠定 了基础。 年，在欧盟支持下直从事阴离子层状结构材料研究的英国 大学博士来华进行合作研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的应用基础 研究工作。 年，开始进行镁基纳米无机阻燃剂的合成工艺研究，解决了 制备在北京市科技重点项目基金的支持下建立了套年 产吨纳米粉体的生产装置进行中试研究。随后开展了磷酸根和硼 酸根为客体的超分子插层结构阻燃剂的合成研究，并迅速打开 了工作局面。 年，对镁基，国家科技部将镁基无机阻燃剂作为层状结构材料的重要应 用方向，列入国家科技部创新基金和国家经贸委技术创新计划，建立 了年产吨的工业示范装置。 年，北京化工大学委托国家权威检测机构对层状结构镁基 和加工性能，优于传统的阻燃剂。经多家应用单位使用证明， 系列镁基纳米无机阻燃剂对橡胶等材料及制品有显著的 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复合材料以及专用化工设备的高新技术企业，作为项目研 究单位之，于年以后协助北京化工大学开展了系列镁基高抑 烟阻燃材料生产的工程化研究工作，开发了阻燃母料的中试生产工 艺，奠定了系列镁基高抑烟阻车工业不断 增长的需求。世界各国对电子电器的阻燃性能日益重视，中国也不例 外，特别是我国出口的电子电器产品要求更为严格。目前汽车塑料配 件在汽车具有坚实的工程化基础，进步产生的规 模效应将有效提高项目产品和技术的竞争能力。本项目开发的系列镁 基高抑烟阻燃材料和相关关键技术，均具有自主知识产权，不受国外 知识产权的制约。本项目基金的支持下，将加强持续创新能力，可为 持续发展提供有力的技术支撑。因此，本项目产品和技术在与国内外 同类产品和技术的竞争中，将具有明显的优势。 从目前市场状况分析，本项目产品将首先进入出口量大的电子电 器企业，以保证其产品突破绿色壁垒，随后借助于国家政策和法规的 引导，逐步淘汰传统的污染型产品，使项目产品将全面进入国内市场。 本项目产品计划实行以销定产的原则，利用已有的营销网络及公 司业务往来，展开国内外市场的开拓，由点至面地推广。五投资估算及资金筹措 项目投资估算 项目建设内容 主要工艺设备 表主要工艺设备览表 序号设备名称规格型号台套价格万元 专用同向双螺杆挤出机造粒机组 专用三螺杆连续混炼造粒机