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氫氧化鎂作為阻燃填料的應用
2015年02月28日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:3579
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      非金屬化合物作為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燒性能,同時還可以降低生產成本,一舉兩得。氫氧化鎂作為無機阻燃填料,具有無鹵素、無毒、無煙、熱穩定性好、無腐蝕性等多項優點。因其安全、環保,在塑料、橡膠、電纜等行業中有廣泛的應用。


      一、氫氧化鎂的阻燃原理


     氫氧化鎂在高溫下受熱分解為氧化鎂和水,反應方程式如下:
      Mg(OH)2 ==加熱== MgO + H2O
      與氫氧化鋁一樣,氫氧化鎂阻燃劑是依靠受熱時化學分解吸熱和釋放出水而起到阻燃作用的,因此具有無毒、低煙及分解后生成的氧化鎂化學性質穩定,不產生二次污染等優點。


      二、氫氧化鎂制備


      氫氧化鎂阻燃劑生產方式有兩種:一是利用化學合成法,即通過利用含有氯化鎂的鹵水、鹵礦等原料與苛性堿類在水介質中反應,生成的氫氧化鎂經過濾、洗滌干燥就可得到;另一種方式是通過天然礦物水鎂石經磨細到所需粒度制得。 由于鹽田產水鎂石中含有少量泥沙等不溶性雜質,制備氫氧化鎂之前必須對其進行除雜預處理。其方法是將水氯鎂石加入到一定量的去離子水中,在低溫度下攪拌溶解成飽和氯化鎂溶液,過濾除去懸浮物雜質。利用富鎂固體廢棄物制備氫氧化鎂也是一種既環保又經濟的新途徑。業內專家在利用石棉尾礦和生產硼砂廢棄物硼泥制備氫氧化鎂的研究已經取得初步成果。


       三、氫氧化鎂改性


      與含鹵有機阻燃劑相比,要達到相當的阻燃效果,填充量一般要達到50%以上。由于氫氧化鎂為無機物,表面與高聚物基料的相容性較差,如此高的填充量,如果不對其進行表面改性處理,填充到高聚物材料中后,將導致復合材料的力學性能下降。實驗證明,未經改性的氫氧化鎂在高分子材料中以多數團聚體的形式存在,雖然粉體本身極細,但由于顆粒表面與基體不相容,顆粒團聚體與基體之間存在明顯的界限甚至空洞。因此,必須對其進行表面改性處理,以改善其與高聚物基料的相容性,使填充材料的力學性能不下降,甚至使材料的部分力學性能有所提高。


       氫氧化鎂的改性工藝大致分為兩種,一種是在制備氫氧化鎂過程中改性,一種是對成品氫氧化鎂粉體進行改性。對成品氫氧化鎂粉體改性分為干法和濕法兩種工藝。干法改性工藝成本低但是改性效果差強人意;濕法工藝改性效果好,但是存在改性劑流失,成本高的問題。氫氧化鎂的改性劑主要有:高級脂肪酸及其金屬鹽、硅烷偶聯劑、鈦酸脂偶聯劑等。


      目前國內氫氧化鋁用量較多,但隨著高聚物加工溫度的提高,氫氧化鋁易分解,降低阻燃作用,氫氧化鎂較氫氧化鋁具有如下優點:氫氧化鎂熱分解溫度達340℃,比氫氧化鋁高100℃,有利于塑料加工溫度的提高,加快擠塑速度,提高塑化效果,縮短模塑時間,制品表面光澤度高,不會產生表面缺陷,同時,保證具有較高的剝離強度。我國擁有豐富的含鎂礦物、富鎂廢棄物資源,因此氫氧化鎂阻燃填料的前景是十分廣闊的。

(粉體圈  作者:敬之)

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