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 氫氧化鎂阻燃劑 圖片均源于中國(guó)科學(xué)報(bào) 【中國(guó)化工儀器網(wǎng) 國(guó)內(nèi)新聞】氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，通過(guò)受熱分解時(shí)釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來(lái)降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對(duì)所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行冷卻的作用。 長(zhǎng)期以來(lái)，氫氧化鎂阻燃劑在我國(guó)是高端產(chǎn)品，基本上屬于空白。我國(guó)每年進(jìn)口約3萬(wàn)噸，多為在中國(guó)的外資企業(yè)使用，主要用于高端材料，如通訊設(shè)備、高鐵的絕緣材料、核電站的電線電纜等領(lǐng)域。 但如今，這樣的情況正在被打破。在中科院青海鹽湖所李麗娟團(tuán)隊(duì)的努力下，中國(guó)的科研人員成功研發(fā)出國(guó)產(chǎn)氫氧化鎂阻燃劑。盡管幾經(jīng)波折，目前，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氫氧化鎂阻燃劑的產(chǎn)業(yè)化之路正在逐步鋪開(kāi)。 不可或缺的材料 氫氧化鎂受熱分解生成的氧化鎂是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時(shí)它分解時(shí)放出的水蒸氣也有抑煙效果。因此，氫氧化鎂是公認(rèn)的橡塑行業(yè)中具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑。目前，在通訊電纜領(lǐng)域，國(guó)外如美國(guó)、日本、歐盟無(wú)機(jī)阻燃劑用量超過(guò)64%，中國(guó)才占到8%。 “氫氧化鎂作為無(wú)機(jī)阻燃劑，不僅能夠阻燃而且能夠抑煙。在火災(zāi)中，超過(guò)八成的遇難者不是被燒死的，而是因濃煙窒息而死。一旦加了氫氧化鎂阻燃劑，將大大降低燃燒時(shí)的煙密度，降低人們被嗆死的風(fēng)險(xiǎn)。”中科院青海鹽湖所研究員李麗娟介紹，添加氫氧化鎂的高分子材料具備絕熱的功能，一旦燃燒它會(huì)形成一層氧化鎂薄膜，該薄膜耐高溫，可以阻止進(jìn)一步燃燒，把空氣和其他易燃物隔絕，提高人們?cè)谟龅交馂?zāi)時(shí)的生存幾率。 “國(guó)外的高端別墅，其墻體材料都要添加氫氧化鎂，隔熱效果非常好。很多機(jī)場(chǎng)、大型超市的屋頂也都使用氫氧化鎂阻燃材料，冬天保暖夏天隔熱。國(guó)外的用量很大，但目前這種材料在國(guó)內(nèi)用得并不多。”李麗娟說(shuō)。 據(jù)介紹，目前用于提取氫氧化鎂的原料以水鎂石礦為主。我國(guó)大量的水鎂石礦主要在東北的丹東地區(qū)，而原礦中的氫氧化鎂純度只有95%，只能用作低端的阻燃劑，比如用于地鐵座椅、車廂的材料中。“在高端的絕緣材料中，氫氧化鎂的純度要達(dá)到99%以上，才能滿足要求。以光纖為例，光纖芯與包層的直徑均為微米極，與人的頭發(fā)絲相當(dāng)，又對(duì)拉伸強(qiáng)度、加工性能有較高的要求，因此，必須要實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氧化鎂阻燃劑的形貌、粒徑等參數(shù)的嚴(yán)格控制。”李麗娟說(shuō)。 什么樣的產(chǎn)品才符合高端氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品的要求呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，只有實(shí)現(xiàn)了對(duì)形貌、粒徑、粒徑、純度、白度這五個(gè)方面參數(shù)的精確控制，才能做出和進(jìn)口產(chǎn)品媲美的高端產(chǎn)品。 目前，高端氫氧化鎂阻燃劑市場(chǎng)仍主要被來(lái)自美國(guó)、日本、以色列的5家廠商所壟斷，每噸產(chǎn)品的價(jià)值，從2.4萬(wàn)元到3.7萬(wàn)元不等。然而，經(jīng)過(guò)多年的努力，中科院青海鹽湖所的科研人員已經(jīng)成功掌握了制備氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品的核心工藝，正逐步打破高端氫氧化鎂阻燃劑被外國(guó)廠商所壟斷的局面。 偶然中的靈感 與氫氧化鎂阻燃劑的結(jié)緣，在李麗娟看來(lái)，“基本是一個(gè)巧合”。 在一次偶然的商業(yè)會(huì)談中，青海昆侖鎂鹽公司的負(fù)責(zé)人說(shuō)，他們?cè)瓉?lái)生產(chǎn)的是普通氫氧化鎂，而對(duì)高端的氫氧化鎂阻燃劑的研發(fā)始終進(jìn)展不大，他對(duì)李麗娟隨口一問(wèn)：“你們青海鹽湖所是否能研發(fā)這樣的產(chǎn)品？”  工人在鹽湖中作業(yè) 回憶起當(dāng)時(shí)的情景，李麗娟說(shuō)：“要提高氫氧化鎂的純度，進(jìn)行合成當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題，但能不能研發(fā)出合格的阻燃劑在當(dāng)時(shí)還是未知數(shù)。不過(guò)，我們一直在從事鋰的相關(guān)工作，鎂和鋰的化學(xué)性質(zhì)非常接近，對(duì)研發(fā)出合格的高端氫氧化鎂阻燃劑，我們團(tuán)隊(duì)還是有信心的。” 經(jīng)過(guò)雙方反復(fù)交流，2006年6月，中科院青海鹽湖所與昆侖鎂鹽有限責(zé)任公司簽署了合作協(xié)議，該公司提供了20萬(wàn)元的經(jīng)費(fèi)，用于高端氫氧化鎂阻燃劑制備工藝的研究。 盡管這不是一個(gè)“大項(xiàng)目”，但李麗娟十分上心。她開(kāi)始查閱大量外文文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)添加添加劑來(lái)控制氫氧化鎂產(chǎn)品形貌。當(dāng)時(shí)她靈光一現(xiàn)——能不能把氫氧化鋁加進(jìn)去，來(lái)控制氫氧化鎂產(chǎn)品的形貌？ 功夫不負(fù)有心人。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示非常成功。2006年，經(jīng)過(guò)一系列研發(fā)工作，他們將樣品寄到美國(guó)相關(guān)的公司進(jìn)行檢驗(yàn)。 “美國(guó)方面出具報(bào)告顯示，產(chǎn)品的純度等參數(shù)都達(dá)標(biāo)，但是白度不達(dá)標(biāo)，那時(shí)候我們還沒(méi)有白度的概念。除此之外，產(chǎn)品的粒徑也太大。”李麗娟說(shuō)，“當(dāng)時(shí)恰逢中科院理化所的研究人員來(lái)鹽湖所交流，我知道理化所在感光材料領(lǐng)域很有優(yōu)勢(shì)，在合成納米材料方面技術(shù)實(shí)力很強(qiáng)，于是，我們團(tuán)隊(duì)和理化所進(jìn)行了溝通。”經(jīng)過(guò)幾次相互探討，李麗娟團(tuán)隊(duì)使用了中科院理化所研發(fā)的納米智能反應(yīng)器，最終成功研發(fā)出白度和產(chǎn)品粒徑都達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品。 “這個(gè)時(shí)候，我們的產(chǎn)品基本定型，但是在黑點(diǎn)控制等方面還有一些小瑕疵，但這都可以通過(guò)后續(xù)的質(zhì)量控制來(lái)克服。”李麗娟介紹道。隨后，李麗娟團(tuán)隊(duì)向青海省科技廳申請(qǐng)了“年產(chǎn)兩千噸高端氫氧化鎂阻燃劑的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。后來(lái)，該項(xiàng)目又得到中科院“科技支青工程”的資助。 此后，李麗娟團(tuán)隊(duì)找到昆侖鎂鹽進(jìn)行合作，在車間進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)。2007年7月，第一批產(chǎn)品成功走出車間，走向市場(chǎng)。在寄送給國(guó)外廠商進(jìn)行試銷的過(guò)程中，高端氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品在市場(chǎng)上大受好評(píng)。而青海昆侖鎂鹽有限責(zé)任公司也因?yàn)闅溲趸V阻燃劑產(chǎn)品，扭虧為盈，年利潤(rùn)超過(guò)千萬(wàn)。 曲折的產(chǎn)業(yè)化之路 中國(guó)人終于成功研發(fā)了氫氧化鎂阻燃劑，這無(wú)疑是一個(gè)令人興奮的消息。 “本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，當(dāng)時(shí)我們給國(guó)外很多檢測(cè)機(jī)構(gòu)寄送了樣品，檢測(cè)報(bào)告都是合格的。”李麗娟說(shuō)。 2008年，他們?nèi)ピ谏虾Ｅe辦的阻燃劑會(huì)議做展銷工作，一家國(guó)外公司看中了他們的技術(shù)，前來(lái)青海談技術(shù)轉(zhuǎn)讓。 對(duì)方先后跑了三四次，到鹽湖所談技術(shù)轉(zhuǎn)讓。當(dāng)時(shí)所有條件幾乎都談好了，轉(zhuǎn)讓費(fèi)為300萬(wàn)美元，然而，就在簽約前夕，事情突然出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折。中科院院地合作局（現(xiàn)在已經(jīng)撤銷）來(lái)所里檢查工作，李麗娟就這項(xiàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)讓情況進(jìn)行了匯報(bào)。結(jié)果，相關(guān)部門不同意中科院青海鹽湖所把這樣先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓給國(guó)外，于是這次與國(guó)外公司的合作無(wú)疾而終。 此后，科技部就氫氧化鎂阻燃劑的相關(guān)研發(fā)布置了科技支撐計(jì)劃。當(dāng)時(shí)三家單位同時(shí)進(jìn)行相關(guān)科研工作，但最終只有中科院青海鹽湖所的項(xiàng)目驗(yàn)收成功。來(lái)自國(guó)家科技部門的認(rèn)可，也讓李麗娟對(duì)于自己的技術(shù)充滿了信心。 技術(shù)沒(méi)問(wèn)題，接下來(lái)就應(yīng)該在國(guó)內(nèi)尋找合作伙伴，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化工作，爭(zhēng)取早日將大批量的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，打破國(guó)外公司的壟斷。但沒(méi)想到，這項(xiàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)化一波三折。 李麗娟團(tuán)隊(duì)原本計(jì)劃和昆侖鎂鹽進(jìn)行合作，但由于恰逢昆侖鎂鹽被青海藏格鉀肥收購(gòu)，藏格鉀肥內(nèi)部整合，導(dǎo)致雙方合作遲遲無(wú)法推進(jìn)。“一直到2009年，我們和青海藏格鉀肥的合作協(xié)議還是沒(méi)有簽下來(lái)。”李麗娟遺憾地說(shuō)。 隨后，青海鹽湖尋找到了新的合作伙伴——青海地礦。2009年年底，雙方達(dá)成一致，簽訂了合作協(xié)議。此時(shí)，青海藏格此時(shí)再度找上門來(lái)，主動(dòng)要求合作。“我們已經(jīng)給青海地礦寫好了報(bào)告，做了相關(guān)的環(huán)境評(píng)估等工作，自然不可能毀約。”但有關(guān)部門強(qiáng)行要求中科院青海鹽湖所必須將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)讓給青海藏格。最終，事情陷入了僵局。 這一拖，就到了2012年。最終，由于地方政府施加壓力等種種原因，青海鹽湖所和青海藏格又簽了相關(guān)合作協(xié)議。但即便如此，中科院青海鹽湖所和青海藏格的合作也沒(méi)能順利進(jìn)行。因?yàn)樯a(chǎn)車間施工設(shè)計(jì)的原因，目前，這樣一個(gè)有著巨大市場(chǎng)前景的項(xiàng)目，依然未能在青海藏格開(kāi)工生產(chǎn)。 目前，青海鹽湖所正在尋求和其他的廠家進(jìn)行合作的機(jī)會(huì)。在建所50周年的慶典活動(dòng)上，一家湖北的上市公司和河北的知名企業(yè)，專程從內(nèi)地趕到青海，進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓的洽談。李麗娟希望，她和她的團(tuán)隊(duì)苦心攻關(guān)的這項(xiàng)技術(shù)，能夠盡快產(chǎn)業(yè)化并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。 談及未來(lái)和希望，李麗娟說(shuō)：“科研工作者的本職工作是搞科研，每一個(gè)科研成果都飽含科研工作者的心血，但現(xiàn)在的問(wèn)題是，我們國(guó)家科研成果轉(zhuǎn)化困難重重，需要考慮的因素太多。我希望政府、媒體以及社會(huì)各界都多多關(guān)注科研成果轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，不要讓科研成果變成一張紙永遠(yuǎn)躺在抽屜里。只有將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，才能真正成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。” (來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)) |
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