高分子材料中的氫氧化鎂阻燃劑

　　在高分子材料中添加非金屬化合物作為填料和阻燃材料，不僅可以降低生產(chǎn)成本，同時還可以降低高分子材料的燃燒性能，一舉兩得。氫氧化鎂作為無機(jī)阻燃填料，具備無毒、無煙、無鹵素、無腐蝕性、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。正因為氫氧化鎂的安全、環(huán)保特性，在塑料、電纜、橡膠等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

氫氧化鎂的制備

　　氫氧化鎂阻燃劑的生產(chǎn)方式有兩種：一是通過化學(xué)合成法，即通過采用含有氯化鎂的鹵水、鹵礦等原料和苛性堿類在水介質(zhì)中反應(yīng)，生成的氫氧化鎂經(jīng)過過濾、洗滌、干燥即可獲得；另一種是通過天然礦物水鎂石經(jīng)磨細(xì)到所需粒度即可。

由于水鎂石中含有少量的泥沙等不溶性雜質(zhì)，在制備氫氧化鎂之前必須對其進(jìn)行除雜預(yù)處理。方法是將水氯鎂石添加到一定量的去離子水中，在低溫條件下攪拌溶解成飽和氯化鎂溶液，過濾除去懸浮物雜質(zhì)。

　　其次，利用富美固體廢棄物制備氫氧化鎂也是一種既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的新途徑。

氫氧化鎂的阻燃原理

　　在高溫條件下，氫氧化鎂受熱分解成氧化鎂和水，反應(yīng)方程式為：Mg(OH)2→（加熱）→MgO+H20 和氫氧化鋁相似，氫氧化鎂阻燃劑是依靠受熱時通過化學(xué)分解吸熱與釋放出水而起到阻燃效果的。因此，具有無毒、低煙、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，且分解生成的氧化鎂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

氫氧化鎂的改性

　　和含鹵有機(jī)阻燃劑相比，想達(dá)到相當(dāng)?shù)淖枞夹Ч?，通常填充量要達(dá)到50%以上。由于氫氧化鎂屬于無機(jī)物，表面和高聚物基料的相容性比較差，如此高的填充量，若不對氫氧化鎂進(jìn)行表面改性處理，填充到高聚物材料中之后會導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能出現(xiàn)下降。

　　實(shí)驗證明：未經(jīng)改性的氫氧化鎂以多數(shù)團(tuán)聚體的形式存在于高分子材料中，雖然粉體極細(xì)，但因顆粒表面和基體不相容，顆粒團(tuán)聚體和基體之間存在著明顯的界限甚至空洞。因此，必須對氫氧化鎂進(jìn)行表面改性處理，借此改善和高聚物基料的相容性，確保填充材料的力學(xué)性能，甚至提高材料的部分力學(xué)性能。

　　氫氧化鎂的改性工藝大致分成兩種，一種是對成品氫氧化鎂粉體進(jìn)行改性；一種是在制備氫氧化鎂的過程中進(jìn)行改性。對成品氫氧化鎂分日的改性分成濕法和干法兩種工藝。濕法工藝的改性效果好，但是存在成本高、改性劑流失的問題；干法改性工藝的成本低，但改性效果差強(qiáng)人意。而鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及其金屬鹽等都是氫氧化鎂常用的改性劑。

　　目前，國內(nèi)氫氧化鋁的用量比較多，但隨著高聚物加工溫度的提高，易分解的氫氧化鋁會降低阻燃作用。相比而言，氫氧化鎂具有如下的優(yōu)點(diǎn)：氫氧化鎂的分解溫度達(dá)340℃，高出氫氧化鋁100℃，有利于提高塑料的加工溫度、加快擠塑速度、提高塑化效果、縮短模塑時間，且制品表面的光澤度高，不會產(chǎn)生表面缺陷。同時，氫氧化鎂還可以保證具有較高的剝離強(qiáng)度。

　　此外，我國擁有豐富的含鎂礦物、富美廢棄物資源，因而氫氧化鎂阻燃填料的應(yīng)用前景是十分廣闊的。

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