本申请涉及阻燃剂领域，尤其涉及一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及改性氢氧化镁阻燃剂。
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随着高分子材料应用领域的不断拓展，对易燃的聚合物进行阻燃处理逐渐引起了人们的重视，氢氧化镁作为绿色环保的无机阻燃剂因此得到了广泛的应用，且发展前景广阔，但氢氧化镁单独使用时通常需要较大的量才能起到阻燃效果，同时其表面呈现出“亲水疏油”的性质使其难以均匀分散于聚合物中，导致其与聚合物的结合力小、相容性差，因此对氢氧化镁进行表面改性，提高其与聚合物的相容性是很重要的。目前最常用的氢氧化镁的改性方法为表面改性法。用于氢氧化镁表面改性的改性剂主要为硅烷偶联剂和阴离子型表面活性剂，其中，硅烷偶联剂由于种类和型号繁多，合成较为复杂，并且国内许多偶联剂产品的质量存在纯度不高等一系列问题，故很难应用于工业化的氢氧化镁表面改性。此外，虽然硅烷偶联剂和阴离子型表面活性剂能够应用于氢氧化镁的表面改性，但其与氢氧化镁之间的结合力往往不够强，因此用作聚合物阻燃剂时，会使聚合物制品的力学性能下降。鉴于此，特提出本申请。技术实现要素：鉴于
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中存在的问题，本申请的目的在于提供一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及改性氢氧化镁阻燃剂，所述制备方法具有工艺流程简单、易于操作、成本低的优点，由所述制备方法得到的改性氢氧化镁阻燃剂与聚合物的相容性好，且在聚合物中的分散性好，可以在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法，其包括步骤：s1，将原料氢氧化镁、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂加入到去离子水中，然后超声分散一段时间得到反应浆料；s2，将反应浆料升温并搅拌反应一段时间，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。在本申请的另一方面，本申请提供了一种改性氢氧化镁阻燃剂，其由本申请一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法制备得到。相对于现有技术，本申请的有益效果为：本申请的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法以阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂作为复合改性剂，利用阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂之间的协同效应，通过阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和氢氧化镁表面官能团之间的相互作用将阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂充分、均匀且牢固的包覆于氢氧化镁表面，使氢氧化镁的表面由亲水疏油转变为疏水亲油，由此得到的改性氢氧化镁阻燃剂具有较好的亲油性和分散性，可以改善其与聚合物的相容性以及在聚合物中的分散性，在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。本申请的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法具有工艺流程简单、易于操作、成本低的优点。具体实施方式下面详细说明根据本申请的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法及改性氢氧化镁阻燃剂。首先说明根据本申请第一方面的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法。根据本申请第一方面的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法包括步骤：s1，将原料氢氧化镁、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂加入到去离子水中，然后超声分散一段时间得到反应浆料；s2，将反应浆料升温并搅拌反应一段时间，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，由于氢氧化镁表面含有大量的酸性亲水基团—羟基，因此未经处理的氢氧化镁通常呈现出亲水疏油的特性，其吸收水分后会造成氢氧化镁团聚，使氢氧化镁具有较强的极性，当其作为聚合物的阻燃剂使用时难以均匀分散于聚合物中，导致其与聚合物结合力小、相容性差，因此阻燃效果不理想。本申请的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法以阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂作为复合改性剂，利用阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂之间的协同效应，通过阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和氢氧化镁表面官能团之间的相互作用将阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂充分、均匀且牢固的包覆于氢氧化镁表面，使氢氧化镁表面由亲水疏油转变为疏水亲油，由此得到的改性氢氧化镁阻燃剂具有较好的亲油性和分散性，可以改善其与聚合物的相容性以及在聚合物中的分散性，在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。此外，本申请的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法具有工艺流程简单、易于操作、成本低的优点。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，原料氢氧化镁通常为微米级的氢氧化镁，若原料氢氧化镁的粒径过小，则得到的改性氢氧化镁阻燃剂的粒径也较小，其仍然较容易团聚，因此对改善聚合物的阻燃性能不利；若原料氢氧化镁的粒径过大，则得到的改性氢氧化镁阻燃剂的粒径也较大，导致其分散性能较差，因此对改善聚合物的阻燃性能也不利。优选地，原料氢氧化镁的粒径d50为1.5μm～3.8μm。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，原料氢氧化镁的比表面积为6.0m2/g～11.5m2/g。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的5％～10％。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，若阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的总含量过低，则阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂无法充分且均匀的包覆于原料氢氧化镁的表面，导致对原料氢氧化镁的改性不完全，即原料氢氧化镁表面难以充分地进行疏水亲油化转变，从而无法有效地改善改性氢氧化镁阻燃剂在聚合物中相容性；若阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的总含量过高，则在改性氢氧化镁阻燃剂中原料氢氧化镁的表面会覆盖过多的阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂，由于物理吸附作用，会导致阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的部分非极性基团向内、极性基团向外，使改性氢氧化镁阻燃剂的疏水性大大降低，使得到的改性氢氧化镁阻燃剂具有较小的活化指数。优选地，阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的总含量为所述原料氢氧化镁的质量的3％～9％。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，若阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的质量比过小，会导致对原料氢氧化镁的改性不够彻底，使得到的改性氢氧化镁阻燃剂的活化指数较低；若阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的质量比过大，则会导致对改性氢氧化镁阻燃剂在聚合物中的相容性的改善不足。优选地，阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的质量比为2:1～7:1。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，阴离子型表面活性剂选自硬脂酸盐中的一种或几种。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，优选地，所述阴离子型表面活性剂选自硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或几种。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，非离子型表面活性剂选自多元醇类非离子表面活性剂中的一种或几种。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，优选地，所述非离子型表面活性剂选自聚乙二醇，优选地，所述聚乙二醇的平均分子量为1000～6000。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s1中，超声分散的目的使得到的反应浆料中的原料氢氧化镁、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂充分分散并混匀，优选地，超声分散的时间为10min～20min。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s2中，升温的温度为60℃～90℃。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s2中，搅拌的速度为100r/min～200r/min。在根据本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法中，步骤s2中，反应的时间为30min～150min。其次说明根据本申请第二方面的改性氢氧化镁阻燃剂。根据本申请第二方面的改性氢氧化镁阻燃剂，其由本申请第一方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂的制备方法制备得到。在根据本申请第二方面所述的改性氢氧化镁阻燃剂中，所述改性氢氧化镁阻燃剂具有较好的亲油性和分散性，因此可以改善其与聚合物的相容性和在聚合物中的分散性，在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。下面结合实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。实施例1将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例2将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇2000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇2000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的6％，且硬脂酸钠与聚乙二醇2000的质量比为5:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至90℃，然后恒温反应150min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例3将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇6000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的5％，硬脂酸钠与聚乙二醇6000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的7％，且硬脂酸钠与聚乙二醇6000的质量比为6:1。接着将反应浆料在100r/min的条件下搅拌加热至80℃，然后恒温反应90min，反应结束后将经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例4将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的8％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例5将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的10％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例6将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的3％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例7将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散20min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的9％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例8将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为2:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例9将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为7:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。实施例10将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸锌、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。对比例1将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠的加入量为所述氢氧化镁的质量的4％。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。对比例2将一定量的原料氢氧化镁、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，聚乙二醇4000的加入量为所述氢氧化镁的质量的4％。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。对比例3将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散10min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的1％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为1:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。对比例4将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散20min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径d50在2.0μm～2.8μm范围内，原料氢氧化镁的比表面积为8.0m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的11％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为10:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。对比例5将一定量的原料氢氧化镁、硬脂酸钠、聚乙二醇4000加入到去离子水中，然后在常温下超声分散15min，得到反应浆料，其中，原料氢氧化镁的粒径为0.5μm，原料氢氧化镁的比表面积为13.2m2/g，原料氢氧化镁的加入量为去离子水的质量的6％，硬脂酸钠与聚乙二醇4000的总加入量为原料氢氧化镁的质量的4％，且硬脂酸钠与聚乙二醇4000的质量比为3:1。接着将反应浆料在150r/min的条件下搅拌加热至85℃，然后恒温反应120min，反应结束后经抽滤、洗涤、烘干，得到改性氢氧化镁阻燃剂。接下来说明改性氢氧化镁阻燃剂的测试过程。(1)改性氢氧化镁阻燃剂的活化指数测试称取3.00g改性氢氧化镁阻燃剂，研磨均匀后置于125ml分液漏斗中，然后加入60ml去离子水，震荡均匀后静置2h，静置结束后收集漂浮于水面上的改性氢氧化镁阻燃剂，然后进行抽滤并将抽滤后得到的固体物质置于110℃的烘箱中干燥12h，称量干燥后的固体物质的质量并记为m。改性氢氧化镁阻燃剂的活化指数(％)＝m/3.00×100％。(2)改性氢氧化镁阻燃剂的沉降性能测试将1.00g改性氢氧化镁阻燃剂置于25ml的具塞量筒中，添加液体石蜡至刻度线，然后超声振荡20min，摇匀后静置，读取11h时改性氢氧化镁阻燃剂在液体石蜡中的悬浮液体积并记为v11。改性氢氧化镁阻燃剂的沉降质量分数(％)＝v11/25×100％。实施例1-10和对比例1-5的性能测试结果活化指数沉降质量分数实施例195％90％实施例294％88％实施例390％83％实施例495％89％实施例593％87％实施例691％85％实施例789％81％实施例893％88％实施例996％88％实施例1092％86％对比例194％80％对比例222％43％对比例338％46％对比例474％67％对比例590％77％以实施例1的测试结果为例，改性氢氧化镁阻燃剂的活化指数为95％，即表示原料氢氧化镁的95％的表面均已与阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂反应，说明改性氢氧化镁阻燃剂的95％的表面呈现疏水亲油性；改性氢氧化镁阻燃剂的沉降质量分数为90％，即表示11h后90％的改性氢氧化镁阻燃剂还悬浮于液体石蜡中，未出现沉降，可以用来评价改性氢氧化镁阻燃剂的分散性。从实施例1-10和对比例1-2的测试结果分析可知，以阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂作为复合改性剂制备得到的改性氢氧化镁阻燃剂具有较高的活化指数和沉降质量分数，这说明原料氢氧化镁阻燃剂的表面基本由亲水疏油性转变为疏水亲油性，因此可以显著改善其在聚合物中的分散性以及与聚合物的相容性，在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。从实施例1-9和对比例3-5的测试结果分析可知，阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的含量以及原料氢氧化镁的粒径及比表面积对得到的改性氢氧化镁阻燃剂的活化指数和沉降质量分数有影响，即会影响得到的改性氢氧化镁阻燃剂的阻燃性能，但对于一些非严格要求的应用而言，其均可以在不影响聚合物力学性能的前提下，提高聚合物的阻燃性能。当前第1页12