年产1000吨纳米材料.doc

纳米氢氧化镁简介 项目简介本项目是一个以纳米技术为核心，以纳米级氢氧化镁为目标产品的高科技项目。本项目具有如下特征：项目采用纳米材料合成技术生产纳米级氢氧化镁，所用技术是对传统无机合成材 料工艺技术的挑战和革命。 生产的纳米级氢氧化镁产品具有纯度高、粒度超级细化的特点，是天然氢氧化镁。矿石和普通合成氢氧化镁产品所无法比拟的。 该产品具有高级增强填充、阻燃、增白等功能。 产品可广泛用于生产纳米级氧化镁、无机阻燃填料、环保等领域。 该产品生产成本低、科技含量高，具有很高的产品附加值。 该产品市场前景广阔，具有很高的投资价值。第一章 项目可行性分析一、 纳米材料简介及其应用前景 纳米是一种度量单位，1纳米（nm）等于10亿分之一米。纳米结构通常是指尺寸在200纳米以下的微小结构，在这种水平上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术，它是发展信息技术、医疗器械和解决环保等各种社会和经济问题所必须的基础技术之一。 纳米材料，是指采用纳米技术合成的材料，粒子的尺寸大小达到纳米级别。纳米粒子通常泛指粒径在几百纳米以下的呈单分散状态的材料粒子。 纳米材料区别于传统的根本特点是粒子从宏观走向了微观，表现出比传统材料更突出的物理和化学性能。随着材料粒子的纳米化，其表面电子结构、晶体结构发生了质的变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应等，使其与常规材料相比具有优异的光、电、磁、力学和化学等宏观特性，从而使其作为新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。 近年来，发达国家纷纷制定相关战略或者计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米材料研究中心，建立高技术探索研究计划,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；欧共体建立纳米技术研究尤里卡计划;美国的星球大战计划,信息高速公路,将纳米技术视为下一次工业革命的核心。纳米技术是继航天科学、生命科学、信息通信、环境保护之后又一新的科学领域。 美国政府部门将纳米科技基础研究方面的投资从1997年的1.16亿美元增加到2001年的4.97亿美元，比2000年增加一倍。由于美国在纳米材料研究方面加大投入，日本通产、文部和科技三省厅将2001年度的预算中列入总额为3.1亿美元的研究开发经费，在计划于2001年1月设立的物质材料研究机构中建立纳米技术研究中心。 1990年7月，第一界国际纳米科学会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。十年来，纳米技术在纳米碳管、纳米金属材料、纳米无机材料、纳米有机材料、纳米生物材料方面的研究都获得了长足的进步。这为其在本世纪初的产业化发展打下了坚实的基础。可以预计，纳米技术的产业化必将带来一场新的技术革命，纳米材料的广泛应用必将使人们的生活发生天翻地覆的变化。 纳米材料的用途之神奇令人难以想象；美国整个国会图书馆的图书都能存储在一块糖快儿大小、用纳米材料制成的芯片中；用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面图上纳米粒子可预防移植后的排异反应；使用纳米技术制成的新型诊断器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染等 纳米材料用途广泛，其应用前景已经显现在人们眼前，专家预计，在2001年，纳米技术产品的销售额将高达500亿美元，而德国萨尔布鲁肯市的一个专门研究纳米化学的研究所，就有90多家来自全世界的公司前来签定合同和合作协议。 在西方发达国家，纳米材料技术及其产业化方兴未艾，国内除了少数几个领域如钛白粉、白碳黑、碳酸钙等开始涉足之外，其他方面大都处在实验室阶段。当前国内无机材料产业领域，传统技术与产品仍是生产和市场的主体。随着入关的日渐迫近，国内企业尤其是化工企业即将面临强大的冲击和严峻的考验 。过去那种依靠传统技术和抵挡产品瓜分国内市场的格局将不复存在，低技术含量、高生产成本、低品质的传统化工产品将会很快失掉现有的市场，企业将会被国外企业冲垮，导致其停产和关闭。 纳米材料技术以其高技术含量、高产品品质的特点而倍受国内外瞩目，相关技术的产业化已成为西方发达国家化工领域的热点。可以相信纳米技术的产业化也必将是国内无机化工企业的必由之路。二、 本项目的纳米技术特点： 本项目采用纳米材料合成技术组织生产。本项目的纳米技术涉及无机纳米材料的大部分领域，在其产业化方面做了大量工作，并取得了很大的突破：一是纳米粒子产品成本大幅度下降，已经接近相同传统材料的生产成本；二是工艺过程大大简化，生产规模易于放大，几千吨乃至万吨以上规模都是可行的。本项目的纳米材料合成技术具有以下特点： 产品粒子超细化，平均粒径在50-200纳米范围内可调，粒径分布十分窄。 粒子具有超分散性，可以同时生产亲水性和亲油性两大系列产品，可以适应不同使用环境的需要。 生产成本大大降低，其成本已接近相同传统材料的生产成本，远远低于当前纳米级材料的生产成本。 产品附加值高，产品达到纳米材料粒子的性能要求，产品价格远远高于传统材料。 工艺简化，生产规模易于放大。 生产成本低。 本纳米材料合成技术突破了机械粉碎法生产超细粒子的极限（最小一般为1微米，且粒度分布宽），降低了纳米材料（规模小，成本高）的准入门槛。生产成本的降低和工艺过程的简化顺应了纳米材料技术产业化的要求，为其产业化发展和产品的大规模应用铺平了道路。利用本技术生产人造滑石在国内尚属首次。三、纳米级氢氧化镁产品的特点本公司采用纳米材料合成技术生产氢氧化镁，产品品质高、性能好，在国内处于领先地位，达到、甚至超过国际先进水平。所采用的技术具有如下特点： (1) 产品粒子极度细化。本技术生产的氢氧化镁平均粒径达到200纳米（等于0.2微米，相当于10000目以上），粒度分布窄，比国内最好的超细氢氧化镁低一个数量级，比美国最好的Amerbrom公司销售的产品粒经（0.5微米）还要低。 (2) 粒子的物性指标大大提高。产品具有较高的结晶程度，（101）晶面方向晶粒尺寸大于80纳米，3.0103，比表面积小于20M2/g，产品纯度大于98%，无有害杂质。这些指标，对于保证氢氧化镁高的阻燃性能、提高绝缘性能、降低对塑料制品机械性能的影响有着重要的意义。 (3) 粒子的超分散性。粒子在生产过程中直接进行在线表面改性，其改性效果大大优于粉体的改性方式，粒子的比表面积大大下降，分散程度大大提高。 (4) 生产原料价廉易得。主要以硝酸镁、硫酸镁、卤水、氨水、氢氧化钠、纯碱等为原料，原料成本低。三、 纳米级氢氧化镁的用途 1、纳米级氢氧化镁是生产纳米氧化镁的重要原料之一。 2、 纳米级氢氧化镁是一种无机填充型阻燃剂，阻燃特点是无烟、无毒、无害、无卤。其热分解温度（3400C）比氢氧化铝高，可用于聚氯乙烯、巨丙烯、巨乙烯、三元乙丙 橡胶及不饱和聚酯等高分子材料的阻燃、硝烟。纳米级的氢氧化镁由于粒子细小，与普通氢氧化镁相比具有阻燃性能好、填充率高、抗冲击性能好等特点。五、纳米级氢氧化镁的市场前景及预测 近年来，合成材料工业迅速发展，高分子材料在工业、农业、国防等各领域的应用已十分普及。然而，由于这类材料大都可燃、易燃，故火灾危害成为一个严重的社会问题，迫使人们对各种合成材料提出了阻燃的要求。随着阻燃材料在建筑行业中的广泛应用，火灾时所引发的阻燃剂灾害频频发生，火灾中对人的生命威胁最大的是阻燃剂产生的烟气和毒气。美国对393起建筑火灾中1464人的死亡原因所做的分析表明，其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%，被火焰直接烧死的只占24.4%，因此降低阻燃材料燃烧过程中产生的烟量和有毒气体的呼声日益升高。当前，国际上阻燃材料的发展呈现两个重要特点；一是阻燃剂需求总量快速增长；二是阻燃剂品种朝着低烟、无毒、无卤化方向发展。 氢氧化镁、氢氧化铝、无机磷及磷酸盐、滑石类、硼酸盐、钼酸盐等是无机阻燃剂的主体，而氢氧化镁、氢氧化铝是最常用的无机阻燃剂，纳米级氢氧化镁作为普通氢氧化镁的生机换代产品，必将有着广阔的市场。 进年来，阻燃剂需求量按每年4%递增，1997年世界阻燃剂用量已达90万吨。粒子的超细化是无机阻燃剂的主要发展趋势之一。无机阻燃剂在高分子材料中添加量大（一般在50%以上），易导致材料的加工性能和物理性能下降。实验表明，阻燃剂粒径大小直接影响它所填充塑料制品的性能，当添加量一定时，粒径减小，制品的机械、物理性能指标提高，氧指数上升，熔滴现象大大减轻，其性能对粒径大小表现出明显的依赖性，粒子的超细化已成为主要发展趋势。美国MORTON公司生产的VERSAMAG UF氢痒化镁，70%粒径小于20m。美国LONJA公司的MAGNIFIN系列氢氧化镁，由粒径7-10m降为1.1m。美国AMERBROM销售的氢氧化镁粒径为0.5m。美国MICRAL855第二代超细阻燃剂粒径为2m。国内研究开发单位已开发出氢氧化镁粒径达到1.3m，氢氧化铝平均粒径达2.66m。综合国内外无机阻燃剂，优等品粒度在1-5m，特等品粒度达到0.5m。 粒子的表面改性是无机阻燃剂发展的另一个重要趋势。无机阻燃剂是亲水性的，与亲油性的高分子材料基体之间不相容，从而限制了无机阻燃剂的填充量、降低了其分散性。因此无机阻燃剂在添加之前，必须先经过表面改性，改性效果的差异对其分散性和分散性能有很大影响，从而大大影响制品的性能。当前改性方法主要是采用偶联剂（硅烷、钛酸酯、硬脂酸等）进行表面改性。这种后改性方法对于粒子的分散性来讲，远远落后于粒子在生产过程中的在线改性方法。 无毒、无害、无烟、无卤是无机阻燃剂的主要特点，其需求总量占阻燃剂需求总量的一半以上，需求增长率远高于有机阻燃剂（卤系、溴系、磷系等），有机阻燃剂的增长呈下滑趋势。氢氧化镁等是无机阻燃剂的主体，是最常用的无机阻燃剂，年消耗量达几十万吨。纳米级的氢氧化镁由于粒度细小，可用于高级阻燃产品，尤其是对环保要求比较高的电子产品。纳米级氢氧化镁在美国和欧共体有较大的消费市场，组织出口有很大的潜力。六、项目总体可行性分析 本项目生产的纳米级氢氧化镁作为新型阻燃材料是可行的。 本项目生产的纳米级氢氧化镁作为新型阻燃剂具有以下几个特点： (1) 具有良好的阻燃性能； (2) 产品粒度超级细化，平均为0。2m左右，与国际最好品牌相当或更好； (3) 粒子在生产过程中已经进行了表面改性，大大提高了其使用性能。 以上三个特点决定了它是一种优异的无机阻燃材料。本项目采用当代尖端科技-纳米技术组织生产，拥有领先的技术优势；本项目采用廉价原料并优化工艺，使生产成本大大降低，产品具有很高的价格优势；纳