氢氧化镁阻燃剂的应用进展

性的效果和改性机理来考察对 Ｐ Ｐ ／水 其原因主要是环境呼声的日益高涨和环 从 而 为 全 社 会 带 来 经 济 效 益 和 社 会 效
镁石复合材料性能的影响。结果发现偶 境立法的建立与完善［１４］。氢氧化镁作为 益 。
参考文献： ［１］刘兆平，杨永会，攀唯馏等． 特殊晶形貌的氢氧化镁阻燃剂的研制． 化学世界，２００２ ， （１１） ：６１２～６１４１． ［２］李永泉． 氢氧化镁及其阻燃增效剂阻燃 Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 的研究． 硕士论文，北京化工大学，２ ０ ０ ３：１５ ～１ ７ ． ［３］ Ｆａｂｉｅｎ Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ ，Ｓｅｒｇｅ Ｂｏｕｒｂｉｇｏｔ ，Ｍｉｃｈｅｌ Ｌｅ Ｂｒａｓ， Ｒｅｎｅ Ｄｅｌｏｂｅｌ，，Ｍｉｃｈｅｌ Ｆｏｕｌｏｎ． Ｃｈａｒｒｉｎｇ ｏｆｒｅ ｒｅｔａｒｄｅｄ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ－ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ／ｚｉｎｃ ｂｏｒａｔｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． ２０００，６９ （１）： ８３～９２． ［４］ Ａ．Ｒｉｖａ，Ｇ．Ｃａｍｉｎａｏ，Ｌ．Ｆｏｍｐｅｒｉｅ，Ｐ．ｍｉｇｏｕｅｔ． Ｆｉｒｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ２００３，８２（２）：３４１～３４６． ［５］Ｂ． Ｍａｒｏｓｆｏｉ， Ｓｚ． Ｍａｔｋｏ， Ｐ． Ａｎｎａ Ｇｙ． Ｍａｒｏｓｉ． Ｆｉｒｅ ｒｅｔａｒｄｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ． Ｃｕｒｒｅｎｔ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ．２００６，６ （２）：２５９ ～２６１． ［６］Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｗａｎｇ ， Ｙｕａｎ Ｈｕ， Ｚｈｏｕ Ｇｕｉ， Ｈａｌｏｇｅｎ－ｆｒｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｌａｎｅ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ｏｆ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｓ ． Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ， ２ ０ ０ ３ ， ２ ２ （ ５ ）：５ ３ ３ ～ ５ ３ ８ ． ［ ７ ］ 王艳丽，张勇，张隐西等． 羟基硅油对 Ｍ ｇ （ Ｏ Ｈ ） ２ 高填充 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 力学性能的影响． 中国塑料，２ ０ ０ ，１ ４ （２ ）：６ ５ ～６ ８ ． ［ ８ ］ 李景，欧育湘． 氢氧化镁表面处理工艺对阻燃 Ｐ Ｐ 性能的影响． 塑料工业，２ ０ ０ ３ ，３ １ （１ ２ ）：１ ３ ～１ ４ ． ［ ９ ］ 罗鸿鑫，郭宝春，洪皓群等． 表面改性对尼龙 ６ ／ 氢氧化镁阻燃性能的影响． 绝缘材料，２ ０ ０ ５ ，６ ：３ ４ ～３ ８ ． ［ １ ０ ］倪忠斌，陈明清，刘俊康，刘晓亚． 氢氧化镁表面改性及其在 Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 中的应用，江南大学学报（自然科学版）． ２ ０ ０ ３ ，２ （４ ）：３ ９ ９ ～ ４０１． ［ １ １ ］ 刘 立 华 ， 宋 云 华 ， 陈 建 明 ， 郭 奋 ， 陈 建 峰 ． 纳 米 氢 氧 化 镁 表 面 改 性 研 究 ， 化 工 进 展 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ３ （ １ ）：７ ６ ～ ７ ９ ． ［ １ ２ ］ 李良波，孟平蕊． Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ｐ Ｅ ／ 纳米 Ｍ ｇ （ Ｏ Ｈ ） ２ 复合材料的研究． 合成树脂及塑料． ２ ０ ０ ３ ，２ ０ （５ ）：３ ３ ～３ ４ ；３ ９ ． ［ １ ３ ］ 杜高翔，郑水林，李杨． 超细水镁石的硅烷偶联剂表面改性． 硅酸盐学报． ２ ０ ０ ５ ，３ ３ （５ ）：６ ５ ９ ～６ ６ ４ ． ［ １ ４ ］ 郭如新． 国外氢氧化镁生产应用与研发动向． 华工科技市场． ２ ０ ０ ６ ，２ ９ （ ７ ） １ ０ ～１ ５ ．
富等优点，又是一种环保型绿色阻燃剂， 司均在积极参与氢氧化镁无机阻燃剂的
因此日益受到世人的青睐，是目前最有 研究、开发和生产。同时，国内许多部
发展前途、环境友好的无机阻燃剂，已 门对氢氧化镁的开发与应用也作了大量
成为近几年各国在阻燃剂领域方面研究 的研究，氢氧化镁在应用于阻燃上也有
的热点［１］［２］。随着各国环保意识的增强 许多可喜成果。
论文选萃
Ｔ ｈｅｓｉｓ
氢氧化镁阻燃剂的应用进展
■张现军 王标兵 吴湘锋 中北大学高分子与生物工程研究所 （太原 ０３００５１）
【摘要】近年来由于环保意识的增强，绿色阻燃剂氢氧化镁日益受到国内外人们的关注。本文综述了氢氧化镁阻燃 剂在国内外的研究进展，详细地阐述了目前氢氧化镁的应用现况，并对氢氧化镁未来的发展提供了建议。
性剂量为 ５ｗ ｔ％，改性纳米 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２粉 体比普通 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２和未改性纳米 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２粉体提高了软质 Ｐ Ｖ Ｃ 体系的阻 燃性能，同时降低了对体系机械性能的 影响。
济南大学化工学院李良波［１２］等人研
中国粉体工业 ２００８ 年第 ５ 期
１７
论文选萃
Ｔ ｈｅｓｉｓ
Ｂ ． Ｍ ａｒｏｓｆｏｉ［５］等研究了 Ｅ Ｖ Ａ／Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２阻燃体系蒙托土插层聚合物纳米 复合材料的结构，通常 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２阻燃 剂的存在扰乱了此体系的结构分析，但 拉曼显微方法成功的应用于存有高添加 量阻燃剂的组分评估，纳米粒子周围的
上 海 交 大 王 艳 丽 ［７］ 等 研 究 了 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２的用量、羟基硅油用量等因素对 阻燃 Ｈ ＤＰ Ｅ 力学性能的影响，发现用１０
及 阻 燃 法 规 的 相 继 颁 布 ，对 环 境 的 影 响
已成为选择阻燃剂的一个重要因素，因 ２ 国外研究现状
此高效、环保的无机纳米阻燃剂越来越
美国的 Ｍ ｏｒｔｏｎ 公司为了改善填料
阻燃剂高含量高聚物的机械性能，正在 研制新型镁化合物。用该公司的 Ｖ ｅｒｓａｍ ａｇ Ｕ Ｆ 新型 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２取代 ３０～５０％的 ＡＴ Ｈ ，应用在 Ｐ Ｖ Ｃ 和橡胶 中，可显著改善材料的抑烟性和氧指 数。
我们相信，通过全国各界科研工作
硅烷偶联剂对水镁石超细粉进行表面改 ４ 结论与建议
者的努力和试验研究与生产厂家的合
性试验，将改性后的水镁石粉添加到
氢 氧 化 镁 作 为 商 品 直 接 应 用 至 今 作，将会推动氢氧化镁阻燃剂改性研究
Ｐ Ｐ 中，通过研究硅烷改性对水镁石改 有 ２０多年的历史，现在发展更加迅速， 的 进 展 ，进 一 步 推 动 各 国 工 业 的 发 展 ，
十多年来，江苏海水综合利用研究 所，从小试到中试进而与生产厂家合作 开发 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２阻燃剂，取得了较为实 际的进展。该单位试生产的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２ 阻燃剂曾由轻工总会塑料研究所等单位
的两种 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２进行表面处理后加入 Ｐ Ｐ 中，并对其表面性能、阻燃性能和力 学性能进行测试。结果表明，Ｐ Ｐ 中添加 占复合材料总质量 ６５％的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２，其 阻燃级别能达到 Ｖ －０级，氧指数接近 ３０％，且改性后的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２能大大改善
制了 Ｐ Ｐ ／氯化聚乙稀 ／纳米 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２， 并讨论了氯化聚乙稀和纳米 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２ 对 Ｐ Ｐ 复合材料的机械性能和阻燃性能
联剂硅烷 Ａ－１７４和硅烷 Ｆ Ｒ －６９３的最 佳用量分别为水镁石粉质量的 １．５％和 １．０％，改性温度为 ８０℃。改性可使 Ｐ Ｐ ／
阻燃剂仍然有不少问题有待于解决： （１）在 氢 氧 化 镁 阻 燃 剂 在 聚 合 物 中
【关键词】氢氧化镁； 阻燃剂； 应用
１ 前言
受 人 们 的 重 视 ，这 又 是 氢 氧 化 镁 现 在 作
氢氧化镁无机阻燃剂由于其分解温 为研究热点的又一大原因。近年来有关
度高、热稳定性好、无毒、无烟和抑烟、 氢氧化镁的研究、合作开发、生产应用
无腐蚀性、无公害、价格低廉、原料丰 活动十分活跃。世界上许多知名化学公
１６
中国粉体工业 ２００８ 年第 ５ 期
论文选萃
Ｔ ｈｅｓｉｓ
机械性能仅有适度下降。
应用，均获得了可喜的结果。阻燃 Ｐ Ｐ 氧 阻燃 Ｐ Ｐ 的力学性能。
Ｆ ａｂｉｅｎ Ｃａｒｐｅｎｔｉｅｒ［３］等在 Ｅ Ｖ Ａ－ 指数为 ３２（纯 Ｐ Ｐ 为 １８．５），拉伸强度可
华南理工大学材料学院罗鸿鑫［９］等
Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２阻燃配方中加入协同阻燃剂 硼酸锌，对热处理后的剩余物进行碳谱 分析，研究发现炭层中存在聚合物碎
达 ３９２ｋｇ ／ｃｍ ２。阻燃乙丙橡胶可达 Ｕ Ｌ ９４Ｖ －０级。添加 ２０Ｐ ｈ ｒ Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２的 ＡＢ Ｓ 可达 Ｕ Ｌ ９４Ｈ Ｂ 。
研究采用较高接枝率的低密度聚乙烯接 枝物使 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２与 Ｐ Ａ６增容以及增容 剂对体系力学性能和燃烧性能的影响，
（Ｏ Ｈ ）２湿法表面改性的工艺过程，将改 性前后的粉体添加到软质 Ｐ Ｖ Ｃ 体系中 测定该体系的氧指数、拉伸强度和断裂 伸长率，同时与普通 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２进行比 较。结果发现，最佳改性剂为硬脂酸锌，
北京理工大学李景［８］等将来源不同 改性时间为 ０．５ｈ ，改性温度为 ８５℃，改
３ 国内研究现状
ＣａＣＯ ３改性及其应用研究的基础上，利 用合成的磷酸酯、多磷酸酯对 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２ 进行表面改性，探讨了表面改性剂的种 类和用量对 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２吸水率、颗粒粒 径和吸油值的影响，同时研究改性后的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２热分解性能，进而与 Ｐ Ｅ 材料 共混，考察对其力学性能的影响。结果 发现，Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２经改性后，其吸水性、 吸油值呈下降趋势，分散性、热分解得 到提高，从而可提高材料的阻燃性能。
链段可作一层玻璃罩。
较好，Ｒ Ｅ Ｃ 处理后对体系的热氧老化
江南大学化学与材料工程学院倪忠
Ａ．Ｒ ｉｖａ［４］等为改善 Ｅ Ｖ Ａ的阻燃性 过程无明显影响，对光氧老化过程有轻 斌 ［１０］ 在 前 人 对 新 型 表 面 改 性 剂 用 于
能，研究了 Ｅ Ｖ Ａ中加入 Ｐ Ａ６、ＡＰ Ｐ 和 微的促进作用。
片，这表明硼酸锌的存在减缓了聚合物
中科院广州有机化学研究所发现 结果发现加入大分子接枝物改性后的材
的分解，形成一层玻璃状的保护层，这 层保护层可作为一层物理障碍和对乙烯
用稀土偶联剂 Ｒ Ｅ Ｃ 处理后的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２ 料 热 释 放 速 率 下 降 明 显 ， 点 燃 时 间 增 作阻燃剂，体系的力学性能和流动性都 加，阻燃效果明显得到改善。
提高，其中以多磷酸酯改性的综合效果 最好。
北京化工大学刘立华［１１］研究了 Ｍ ｇ
界面状况影响着复合材料的结构和流变 的温度。惊奇地发现未经表面处理的蒙 托土和经表面处理的蒙托土的混合物改 善聚合物阻燃的流变性能最好（减少滴 落 和 增 加 炭 层 稳 定 ）。
加到 ３０．６Ｋ Ｊ ／ｍ ２，用羟基硅油处理钛酸 酯 偶 联 剂 改 性 的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２ 体 系 （Ｈ ＤＰ Ｅ ／Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２／硅油 ＝ １００／１４０／ ５）的拉伸强度达 １２Ｍ Ｐ ａ，断裂伸长率 达 ５６．３％，冲击强度达到 １３Ｋ Ｊ ／ｍ ２。
混合物或聚合物基材中 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２的存 在利于 ＡＰ Ｐ 中氨气的释放。Ｕ Ｌ ９４测试
Ｐ Ｅ 的稳定性，锥形量热仪结果表明热 释放速率减少，同时极限氧指数、点火
结果表明，Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２和 ＡＰ Ｐ 之间的反 时间和燃烧剩余物随着 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２含量 应改善了膨胀混合物之间的燃烧行为。 的增加而增加。
改性后 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２与 Ｐ Ｅ 共混改性时，由 于 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２粉体的分散性变好，其力 学性能有较大改善，表观性能明显得到
份羟基硅油处理没有改性的 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２， 可使体系（Ｈ ＤＰ Ｅ ／Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２＝ １００／ １４０）的缺口冲击强度由 １．４Ｋ Ｊ ／ｍ ２增
美国 Ｌ ｏｎａ公司的 Ｍ ａｇ ｎｉｆｉｎ 系列 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２可用于 Ｐ Ｐ 、Ｐ Ｖ Ｃ 和 Ｐ Ａ。据 报道，Ｍ ａｇ ｎｉｆｉｎ 在尼龙 ６及尼龙 ６６中 的含量可达 ５０～６０％，此时材料的阻燃 性能可达 Ｕ Ｌ ９４Ｖ －０级。将 Ｍ ａｇ ｎｉｆｉｎ 用 于 Ｌ ＤＰ Ｅ 和 Ｈ ＤＰ Ｅ ，材料达到阻燃级别，
用该复合材料体系经挤出成型的管材， 烷 Ｆ Ｒ －６９３可使复合材料的拉伸强度提 的研究。
能承受 １６Ｍ Ｐ ａ的环应力，无破裂，无渗 高 １Ｍ Ｐ ａ，两种偶联剂都不能提高断裂
（３）氢 氧 化 镁 颗 粒 与 聚 合 物 基 材 的
漏。
伸长率及弯曲强度。
相容性的研究。
Leabharlann Baidu
中国矿业大学杜高翔［１３］等使用两种
的添加量，提高氢氧化镁阻燃效率的研
的影响。其研究结果表明，随着氯化聚 水镁石复合材料的悬臂梁冲击强度提高 究 。
乙稀和纳米 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２含量的增加，材 ０．３Ｋ Ｊ ／ｍ ２，弯曲模量提高 ３０％以上，并 料的抗冲击性能和阻燃性能得到改善， 使材料的阻燃性能提高，使用偶联剂硅
（２）特 殊 形 貌 氢 氧 化 镁 阻 燃 剂 粒 度 超细化、表面改性处理和协同复合技术
Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２的膨胀阻燃体系对复合材料 的热行为和燃烧行为的影响。探讨了
Ｅ Ｖ Ａ中添加剂之间特别是 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２－ ＡＰ Ｐ 之间的反应，Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２在 ４００℃开 始失水，与 ＡＰ Ｐ 释放氨气和水相重叠，
Ｚ ｈ ｅｎｇ ｚｈ ｏｕ Ｗ ａｎｇ ［６］等通过加入 Ｍ ｇ （Ｏ Ｈ ）２阻燃剂在熔融时制备无卤阻 燃和硅烷交联的 Ｐ Ｅ ，研究了硅烷的浓 度、双氧水的浓度等对硅烷接枝 Ｌ ＤＰ Ｅ 的影响，热失重结果表明硅烷交联增加