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无机阻燃剂氢氧化镁的综述 李腊梅 张德平 北京理工大学材料学院 摘要：本文简单介绍了氢氧化镁的特点，阻燃机理和综述了氢氧化镁作为阻燃剂应用的改性研究 关键词：氢氧化镁 阻燃机理 改性 目前，应用高聚物的领域已遍及到交通、运输、建筑、电子电气、化工等工农业生产和人民生 活的各个方面，而用量最大的塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等高分子材料都是易燃的，抑制聚 合物燃烧的最简单的办法就是加入填充型的阻燃剂。 当今世界环保要求越来越高，而我国阻燃剂工业发展极不平衡，卤系阻燃剂所占比例较重， 为各阻燃剂之首。但卤系阻燃剂作用时释放出有毒气体，这与现代生活所追求的无毒高效存在很大 距离。对环境友好的无机阻燃剂氢氧化镁受到各国重视，它不仅具有良好的阻燃和抑烟性能,而且具 有较好的填充性能,安全无毒,产品性能稳定,颗粒细小均匀,与基质的相容性好,生产工艺简单,被填 充材料的表面光洁明亮。因此，氢氧化镁阻燃剂已广泛应用于各种塑料制品，尤其是电线电缆用高 性能氢氧化镁阻燃剂，更是受到使用者欢迎。 据国家统计局必威体育精装版公布的统计数据显示，2006 年全国塑料制品规模以上企业产量达2801.9 万吨， 按发达国家经验估计，塑料阻燃剂年用量将达到 210 万吨以上，其中无机阻燃剂占 50％，而氢氧化 镁、铝阻燃剂占无机阻燃剂 30％左右，则每年需要氢氧化镁阻燃剂 31.5 万吨，而我国的产量只有 1.5 万吨。可见我国氢氧化镁的发展空间很大。 市场观察人士指出，由于卤素污染物的危害性逐步被认知及引起重视，环保发展趋势将促成越 来越多的消费者使用无卤素电子产品。到 2010年，中国市场预计取得 13%的强劲增长。我国有丰富 的海水、盐湖卤水资源。菱镁矿、白云石、水镁石、蛇纹石等矿产资源亦相当丰富。在原料种类来 源上与日本比较具有无可争议的资源优势，这些条件对我国发展氢氧化镁生产都是十分有利的。 1. 氢氧化镁的性质和特点 1.1 氢氧化镁的性质 白色结晶或白色粉末，水溶液呈碱性，。易溶于酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。。容易吸收 空气中的二氧化碳。在碱性溶液中加热至 200 ℃以上时变成六方晶体系结晶，300℃分解成水和氧化 镁，高于 500℃时失去水，变为氧化镁。 1.2 氢氧化镁的特点 氢氧化镁与氢氧化铝和其它阻燃剂比较起来具有如下的突出优点：①氢氧化镁热分解温度达 330 ℃，比氢氧化铝高 100℃，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 SO 、NO 、NO 、CO 等；③ 2 2 2 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。⑤氢氧化镁在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，而 且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体，是一种环保型绿色阻燃剂。 我们在看到氢氧化镁突出优点的同时也应该看到，作为无机阻燃剂的氢氧化镁又有以下缺点： ①添加量高，对材料的物理—机械性能及加工性能影响大。②比表面积大，分散性差，难以和塑料 相容。因此如何克服这些缺点，使氢氧化镁能够用于塑料生产中的阻燃，制备出高效率的阻燃剂氢 氧化镁，即是许多科研界和企业界关注的热点。 2 氢氧化镁的阻燃消烟机理 我们都知道，燃烧的三要素是 1.物质具有可燃性，当然，在这里说讲的高分子材料都有这个性 86 质。2.达到此物质燃烧点的温度，3.氧气，这三者缺一不可,否则不会烧起来。我们可以根据氢氧化 镁在温度达到 340℃的分解过程来理解它的阻燃机理。如图[1] ： 图 1，氢氧化镁的热失重分析图 图2 在图上我们看到在温度为 340℃时，氢氧化镁开始失重，即开始分解。在这一过程中的一系列 反应能很好的对它在阻燃过程中所起的作用进行有力的说明。 ①冷却效应： Mg(OH) 2 → MgO +