氢氧化镁作为阻燃填料的应用
2020-12-18 17:42:24
非金属化合物作为阻燃材料和填料添加到高分子材料中，既可以降低高分子材料的燃烧性能，同时还可以降低生产成本，一举两得。氢氧化镁作为无机阻燃填料，具有无卤素、无毒、无烟、热稳定性好、无腐蚀性等多项优点。因其安全、环保，在塑料、橡胶、电缆等行业中有广泛的应用。
一、氢氧化镁的阻燃原理
氢氧化镁在高温下受热分解为氧化镁和水，反应方程式如下： Mg(OH)2 ==加热== MgO + H2O 与氢氧化铝一样，氢氧化镁阻燃剂是依靠受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用的，因此具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染等优点。
二、氢氧化镁制备
氢氧化镁阻燃剂生产方式有两种：一是利用化学合成法，即通过利用含有氯化镁的卤水、卤矿等原料与苛性碱类在水介质中反应，生成的氢氧化镁经过滤、洗涤干燥就可得到；另一种方式是通过天然矿物水镁石经磨细到所需粒度制得。 由于盐田产水镁石中含有少量泥沙等不溶性杂质，制备氢氧化镁之前必须对其进行除杂预处理。其方法是将水氯镁石加入到一定量的去离子水中，在低温度下搅拌溶解成饱和氯化镁溶液，过滤除去悬浮物杂质。利用富镁固体废弃物制备氢氧化镁也是一种既环保又经济的新途径。业内专家在利用石棉尾矿和生产硼砂废弃物硼泥制备氢氧化镁的研究已经取得初步成果。
三、氢氧化镁改性
与含卤有机阻燃剂相比，要达到相当的阻燃效果，填充量一般要达到50%以上。由于氢氧化镁为无机物，表面与高聚物基料的相容性较差，如此高的填充量，如果不对其进行表面改性处理，填充到高聚物材料中后，将导致复合材料的力学性能下降。实验证明，未经改性的氢氧化镁在高分子材料中以多数团聚体的形式存在，虽然粉体本身极细，但由于颗粒表面与基体不相容，颗粒团聚体与基体之间存在明显的界限甚至空洞。因此，必须对其进行表面改性处理，以改善其与高聚物基料的相容性，使填充材料的力学性能不下降，甚至使材料的部分力学性能有所提高。
氢氧化镁的改性工艺大致分为两种，一种是在制备氢氧化镁过程中改性，一种是对成品氢氧化镁粉体进行改性。对成品氢氧化镁粉体改性分为干法和湿法两种工艺。干法改性工艺成本低但是改性效果差强人意；湿法工艺改性效果好，但是存在改性剂流失，成本高的问题。氢氧化镁的改性剂主要有：高级脂肪酸及其金属盐、硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂等。
目前国内氢氧化铝用量较多，但随着高聚物加工温度的提高，氢氧化铝易分解，降低阻燃作用，氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点：氢氧化镁热分解温度达340℃，比氢氧化铝高100℃，有利于塑料加工温度的提高，加快挤塑速度，提高塑化效果，缩短模塑时间，制品表面光泽度高，不会产生表面缺陷，同时，保证具有较高的剥离强度。我国拥有丰富的含镁矿物、富镁废弃物资源，因此氢氧化镁阻燃填料的前景是十分广阔的。
（ ：敬之）