氢氧化镁阻燃剂

氢氧化镁阻燃剂

简介

氢氧化镁简称MH分子式Mg(0H)2分子量重58.33.白色粉末，相对密度2.39。折射率1.561-1.581。在300C以下稳定，320C幵始分解，生成氧化镁和水，430 C 时分解速度最快，490 C时分解完结。溶于烯酸和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。氢氧化镁不仅有阻燃作用，还有一眼功能，无毒、无腐蚀性，多种性能优于氢氧化铝，安全廉价，属于环保型无机阻燃剂。

阻燃机理

氢氧化镁在受热时(340-490度)发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作

用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种新兴的环保型无机阻燃剂。

分类

阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。有机阻燃剂又分

为磷系和卤系两个系列。由于有机阻燃剂存在着分解产物毒性大、烟雾大等缺点，正逐步被无机阻燃剂所替代。

无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧

化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大，并产

生H20可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂

不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。

活性氢氧化镁：活性氢氧化镁阻燃剂，广泛应用于橡胶、化工、建材、塑

料（聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙橡胶）及电子、不饱和聚酯和油漆、

涂料等高分子材料中，特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃胶

板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。

种类间比较

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：

①氢氧化镁热分解温度达330 °C，比氢氧化铝高100 °C，故有利于塑料加

工温度的提高，加快挤塑速度，缩短模塑时间；

②氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性

气体SO2 NOx、CO2等；

③氢氧化镁分解能高，有利于吸收燃烧热，提高阻燃效率；

④氢氧化镁抑烟能力强、硬度小，对设备摩擦小，有助于延长生产设备

寿命氢氧化镁阻燃剂的改性研究

氢氧化镁阻燃剂的阻燃效果很低, 单独使用时添加量需要在50%以上时才具有较好的阻燃效果,但这样影响了聚合物材料的加工性能和物理力学性能。为此, 人们常

对氢氧化镁进行表面处理, 并与其他阻燃剂混合使用, 组成复合的阻燃体系, 减少氢氧化镁用量, 提高阻燃效果。

1.1 表面改性

氢氧化镁是一种极性很强的无机化合物, 其晶体在方向有微观内应变, 晶体表面带有正电荷、具有亲水性, 和亲油性的聚合物分子的亲和力欠, 晶粒趋向于二次凝聚;同时, 氢氧化镁与聚合物的界面产生空隙,导致分散性很差。为了改善氢氧化镁与聚合物间的粘结力和界面亲和性, 采用表面改性剂对其进行表面处理是最为行之有效的方法之一。氢氧化镁阻燃剂常用的表面改性剂是偶联剂和阴离子表面活性剂。

1 • 1 • 1偶联剂

硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物, 对改善聚合物材料的强度和耐热性的效果较为突出,常用来处理纤维状或其它纵横比较大的填料; 钛酸酯偶联剂能赋予聚合物材料较好的综合性能, 即加工温度下良好的流动性和使用温度下兼具高的强度和韧性, 其中对改善抗冲击性能较为显着, 一般处理氢氧化镁的均为单烷氧基钛酸酯。研究表明, 用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂表面处理的氢氧化镁填充聚丙烯材料, 其弯曲模量分别比未改性时提高了100%和70%。

1 • 1 • 2阴离子表面活性剂

主要是高级脂肪酸及其衍生物, 活性剂分子的亲水基与亲油基分别与氢氧化镁和聚合物材料发生相互作用,发生化学反应或物理吸附, 加强了两者之间的有机联系提高了氢氧化镁在聚合物材料中的相容性和分散性, 从而改善材料的力学性能。上述的表面改性剂不仅可以单独使用, 也可以复配使用。日本曾有专利报道, 将硅烷偶联剂与硬酯酸钙、油酸镁混合在一起, 对氢氧化镁进行表面改性处理, 既达到改善氢氧化镁表面性能的目的,又能在聚合物材料燃烧时形成良好的碳化结构, 进一步提高了材料的阻燃及机械力学性能。

1.2 与其他阻燃剂组成复合阻燃体系

氢氧化镁除可以单独填充聚合物材料外, 还可以和其他阻燃剂如红磷、氢氧化铝、卤系阻燃剂等复合使用。少量增效剂的添加可以降低氢氧化镁的填充量, 显着地改善材料的阻燃及机械性能。

1.2.1 与氢氧化铝的协同效应

氢氧化铝的分解温度比氢氧化镁低100C ,将两者并用可以在235〜455C范围内均存在脱水吸热反应, 可以在较宽范围内抑制高分子材料的燃烧。是氢氧化镁和氢氧化铝总含量为50份时与高密度聚乙烯共混料的差热分析数据。Mg(OH)2及AI(OH)3填充HDPE氧指数变化图表明氢氧化镁和氢氧化铝各自的氧指数01为26、28,当

Mg(OH)2： AI(OH)3为30 : 20和40 : 10时,01可达30,表明两者有明显协同作用。还有一些文献报道，氢氧化镁与氢氧化铝在聚合物中添加量达到 1 : 1时,阻燃协同

效应最佳。

1.2.2 与红磷的协同效应

红磷可以作为阻燃剂单独使用,燃烧时先被氧化成磷酸非燃性液态膜, 进而脱水生成聚偏磷

酸, 聚偏磷酸是很强的脱水剂, 在高温下使聚合物表面形成碳化层,起到阻燃作用。但红磷本身可燃且吸湿性很强, 单独使用效果不理想, 限制了其在聚合物中的大量添加。然而它却是很好的阻燃增效剂,研究发现,在氢氧化镁或氢氧化铝阻燃的聚合物材料中添加少量红磷, 可以显着增强聚合物的热稳定性, 提高阻燃性能, 产生协同效应。郭锡坤等认为, 产生协同效应的机理是由于氢氧化镁和氢氧化铝在高温下脱水, 有利于促进红磷充分转化为磷酸和聚偏磷酸,而聚偏磷酸的强烈脱水作用又促使氢氧化镁和氢氧化铝的脱水反应进行得更彻底。通过相互促进, 使三者自身的作用能更充分发挥,从而增强了脱水吸热、成炭结焦隔氧隔热等阻燃作用, 体现出协同效应。

1.2.3 与卤系阻燃剂的协同效应

卤系阻燃剂具有很强的阻燃性能, 但其燃烧时发烟量大一直是难以解决的缺点。氢氧化镁具有很好的抑烟效果, 因此人们对二者的复合使用进行了较多研究。崔永岩等研究了在含溴锑阻燃剂的聚丙烯中添加不同份量的氢氧化镁对材料氧指数的影响认为在低添加量时产生干扰作用, 高添加量时产生协同效应。

生产厂家

深圳市宏泰基实业有限公司是一家致力于环保型阻燃剂研发、生产和销售为一体的专业厂商。公司成立于2004 年，厂房占地面积约3000 多平米，车间环境安静

卫生，设备先进齐全，公司现有技术研发人员12 人，一线工人五六十人宏泰基实业将树立兢兢业业、锐意进取的企业精神，一步一个脚印的稳步

发展。宏泰基在环保阻燃剂方面已取得了一定成绩，拥有自主幵发的改性氢氧化镁、

改性氢氧化铝、微胶囊红磷、改性硼酸锌、无卤阻燃剂、高效化学改性阻燃剂等一批环保型阻燃剂。产品在实践中不断成熟，锐意使自己的产品符合国际环保要求：①欧盟ROHSt令② 索尼SS-00259标准。氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃剂产品获得了广大客户的一