新型无机阻燃剂氢氧化镁的特点和阻燃机理简介
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2024年无机阻燃剂氢氧化镁市场规模分析引言无机阻燃剂氢氧化镁是一种具有优异阻燃性能的无机材料,被广泛应用于各个行业中。
本文将对无机阻燃剂氢氧化镁的市场规模进行分析。
市场概述随着社会的进步和人们对安全性的要求不断提高,阻燃材料市场迅速发展。
无机阻燃剂氢氧化镁作为一种理想的阻燃材料,具有无毒、阻燃性能优异等特点,市场需求量逐年增加。
市场规模分析目前,无机阻燃剂氢氧化镁市场规模呈逐年增长趋势。
以下是对市场规模进行的分析:1.行业应用领域的市场需求:–建筑行业:随着建筑行业的迅猛发展,对阻燃材料的需求量不断增加。
氢氧化镁作为廉价而有效的阻燃剂,在建筑行业中得到广泛应用。
无机阻燃剂氢氧化镁在建筑材料中的应用市场规模逐年扩大。
–电子行业:随着电子产品的普及和应用领域的拓展,对阻燃材料的需求逐渐增多。
氢氧化镁作为一种优秀的阻燃剂,广泛用于电子产品的生产过程中。
因此,无机阻燃剂氢氧化镁在电子行业中的市场规模呈稳步增长。
–汽车行业:随着汽车工业的快速发展,对汽车材料的要求也越来越高。
氢氧化镁作为一种阻燃剂,在汽车行业中具有广泛的应用前景。
未来几年内,无机阻燃剂氢氧化镁在汽车行业的市场规模有望增长。
2.地区市场规模分析:–北美地区:由于北美地区的经济发展迅速,对阻燃材料的需求不断增加。
无机阻燃剂氢氧化镁作为一种重要的阻燃材料,在北美地区市场占有率较高。
–亚太地区:亚太地区的工业化程度逐年提高,对阻燃材料的需求增长迅猛。
氢氧化镁作为一种绿色环保的阻燃剂,在亚太地区市场具有较大的潜力。
–欧洲地区:欧洲地区对阻燃材料的需求量较大,无机阻燃剂氢氧化镁在该地区市场占有一定份额。
市场竞争情况无机阻燃剂氢氧化镁市场存在较为激烈的竞争。
以下是对市场竞争情况的分析:1.主要竞争企业:–公司 A:该公司是市场的领先者,产品质量和技术水平较高,市场份额较大。
–公司 B:该公司作为竞争对手,在市场上占有一定份额,产品性能稳定。
–公司 C:该公司是新近进入市场的参与者,产品品质有待进一步提升。
1、mg(oh)2的阻燃机理
氢氧化镁发生脱水反应的温度为340~490℃。
受热时, 氢氧化镁会释放结晶水, 吸收大量热量(mg(oh)2=mgo+h2o↑)。
氢氧化镁的阻燃和抑烟机理主要是由于以下几方面作用: ①氢氧化镁受热分解释放出结晶水而吸收大量的热量,抑制了聚合物材料温度上升,并能延缓其热分解和降低材料的燃烧速度; ②氢氧化镁分解产生氧化镁覆盖在可燃物表面, 能起到一定的物理隔热作用; ③氢氧化镁分解产生的大量水蒸汽冲淡了气相燃烧区中可燃物浓度; ④氢氧化镁分解产生水蒸汽不参与增强co释放的水汽反应。
受热时, 氢氧化镁会释放结晶水, 吸收大量热量。
2 、mg(oh)2的缺点及改性
mg(oh)2的阻燃效率低,通常其填充量要到60 %才能使聚合物材料达到较满意的阻燃效果。
氢氧化镁的高填充量往往会导致其阻燃聚合物材料力学性能和加工性能的严重恶化。
因此,对其进行改性显得非常重要。
马来酸酐接枝EVA(南京塑泰ST-3)用于氢氧化铝、氢氧化镁等无卤阻燃填料填充复合电缆材料,改善聚烯烃基体与无机阻燃界面的相容性和粘接性。
提高氢氧化镁及氢氧化铝的分散性及相容性,从而最大限度的提高电缆料的阻燃性,降低烟指数、发烟量、发热量和一氧化碳的产生量,提升氧指数,改善滴落性能等,显著提高材料的力学性能和热性能。
添加少量即可大大提高复合材料的力学性能、提高拉伸强度和伸长率,热抵抗性能和阻燃性能。
氢氧化镁阻燃剂
分子式:Mg(OH)2 分子量:58.33
产品性质
作为无卤阻燃剂,氢氧化镁优越于氢氧化铝。
它的硬度比氢氧化铝低,加工时对设备磨损较小;氢氧化镁的热分解温度高为340~390℃(氢氧化铝为200℃)、热熔高为1.37KJ/g(氢氧化铝为1.17KJ/g),氢氧镁阻燃复合材料能够承受更高的加工温度;阻燃效果好、而且抑烟效果也比氢氧化铝好;氢氧化镁还具有促进聚合物碳化的作用;价格也比氢氧化铝低10~30%。
我司在华南理工大学粉体表面处理技术的基础上,引进全套台湾研磨生产线,进一步研发成功的独有配方复合型活化阻燃剂,能够改善阻燃剂分散性同时又增强其与高分子基体的相容性,改善加工性能,提高产品的综合性能,属于国内首创。
技术指标
项目指标
Mg(OH)2≥94
MgO(%)≥65
失水温度℃300℃以上
水分(105℃)≤0.5
白度%≥94
目数3000~7000目
产品用途
我司AMH阻燃剂性能、价格、加工、应用等综合性能优越,可与国外进口的同类产品相媲美,是EV A、PE、PP、PVC、PA、PS、PBT、ABS、尼龙等树脂的优良阻燃剂和添加剂。
已被生产低烟无卤阻燃电线电缆、阻燃铝塑板、挤塑制品、阻燃电器、环保涂料等企业广泛应用于生产中。
包装、运输、贮存
1. 25kg/袋,内衬聚乙烯薄膜袋,外覆编织袋(或客户指定包装)。
2. 产品应存放于室内通风干燥库房,避免日晒雨淋。
氢氧化镁阻燃剂简介氢氧化镁简称MH,分子式Mg(OH)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300℃以下稳固,320℃开端分化,生成氧化镁和水,430℃时分化速度最快,490℃时分化完结.溶于烯酸和铵盐溶液,不溶于水.乙醇.氢氧化镁不但有阻燃感化,还有一眼功效,无毒.无腐化性,多种机能优于氢氧化铝,安然便宜,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)产生分化接收燃烧物概况热量到阻燃感化;同时释放出大量水分稀释燃物概况的氧气,分化生成的活性氧化镁附着于可燃物概况又进一步阻拦了燃烧的进行.氢氧化镁在全部阻燃进程中不单没有任何有害物质产生,并且其分化的产品在阻燃的同时还可以或许大量接收橡胶.塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不竭接收未完整燃烧的融化残留物,从使燃烧很快停滞的同时清除烟雾.阻拦熔滴,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.因为有机阻燃剂消失着分化产品毒性大.烟雾大等缺陷,正慢慢被无机阻燃剂所替代.无机阻燃剂重要品种有氢氧化铝.氢氧化镁.红磷.氧化锑.氧化锡.氧化钼.钼酸铵.硼酸锌等,个中以氢氧化铝和氢氧化镁因分化吸热量大,并产生H2O可起到隔断空气感化,其分化后氧化物又是耐高温物质,故二种阻燃剂不但可起到阻燃感化,并且可以起到填充感化,它所具有不产生腐化性卤气及有害气体.不挥发.后果持久.无毒.无烟.不滴等特色.活性氢氧化镁:活性氢氧化镁阻燃剂,普遍运用于橡胶.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.涂料等高分子资估中,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,具有优秀的阻燃后果.种类间比较今朝国内氢氧化铝用量较多,但跟着高聚物加工温度的进步,氢氧化铝易分化,降低阻燃感化,氢氧化镁较氢氧化铝具有如下长处:①氢氧化镁热分化温度达330℃,比氢氧化铝高100℃,故有利于塑料加工温度的进步,加速挤塑速度,缩短模塑时光;②氢氧化镁与酸的中和才能强,可较快地中和塑料燃烧进程产生的酸性气体SO2.NOx.CO2等;③氢氧化镁分化能高,有利于接收燃烧热,进步阻燃效力;④氢氧化镁抑烟才能强.硬度小,对装备摩擦小,有助于延伸临盆装备寿命.氢氧化镁阻燃剂的改性研究氢氧化镁阻燃剂的阻燃后果很低,单独运用时添加量须要在50%以上时才具有较好的阻燃后果,但如许影响了聚合物质料的加工机能和物理力学机能.为此,人们常对氢氧化镁进行概况处理,并与其他阻燃剂混杂运用,构成复合的阻燃系统,削减氢氧化镁用量,进步阻燃后果.1.1 概况改性氢氧化镁是一种极性很强的无机化合物,其晶体在偏向有微不雅内应变,晶体概况带有正电荷.具有亲水性,和亲油性的聚合物分子的亲和力欠,晶粒趋势于二次凝集;同时,氢氧化镁与聚合物的界面产生闲暇,导致疏散性很差.为了改良氢氧化镁与聚合物间的粘结力和界面亲和性,采取概况改性剂对其进行概况处理是最为行之有用的办法之一.氢氧化镁阻燃剂经常运用的概况改性剂是偶联剂和阴离子概况活性剂.1·1·1 偶联剂硅烷偶联剂是一类具有特别构造的低分子有机硅化合物,对改良聚合物质料的强度和耐热性的后果较为凸起,经常运用来处理纤维状或其它纵横比较大的填料;钛酸酯偶联剂能付与聚合物质料较好的分解机能,即加工温度下优越的流淌性和运用温度下兼具高的强度和韧性,个中对改良抗冲击机能较为明显,一般处理氢氧化镁的均为单烷氧基钛酸酯.研究标明,用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂概况处理的氢氧化镁填充聚丙烯材料,其曲折模量分离比未改性时进步了100%和70%.1·1·2 阴离子概况活性剂主如果高等脂肪酸及其衍生物,活性剂分子的亲水基与亲油基分离与氢氧化镁和聚合物质料产生互相感化,产生化学反响或物理吸附,加强了两者之间的有机接洽,进步了氢氧化镁在聚合物质估中的相容性和疏散性,从而改良材料的力学机能.上述的概况改性剂不但可以单独运用,也可以复配运用.日本曾有专利报导,将硅烷偶联剂与硬酯酸钙.油酸镁混杂在一路,对氢氧化镁进行概况改性处理,既达到改良氢氧化镁概况机能的目标,又能在聚合物质料燃烧时形成优越的碳化构造,进一步进步了材料的阻燃及机械力学机能.1.2 与其他阻燃剂构成复合阻燃系统氢氧化镁除可以单独填充聚合物质料外,还可以和其他阻燃剂如红磷.氢氧化铝.卤系阻燃剂等复合运用.少量增效剂的添加可以降低氢氧化镁的填充量,明显地改良材料的阻燃及机械机能.1.2.1 与氢氧化铝的协同效应氢氧化铝的分化温度比氢氧化镁低100℃,将两者并用可以在235~455℃规模内均消失脱水吸热反响,可以在较宽规模内克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剖析数据. Mg(OH)2及Al(OH)3填充HDPE 氧指数变更图标明氢氧化镁和氢氧化铝各自的氧指数OI为26.28,当Mg(OH)2∶Al(OH)3为30∶20和40∶10时,OI可达30,标明两者有明显协同感化.还有一些文献报导,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运用,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,在高温下使聚合物概况形成碳化层,起到阻燃感化.但红磷本身可燃且吸湿性很强,单独运用后果不睬想,限制了其在聚合物中的大量添加.然而它倒是很好的阻燃增效剂,研究发明,在氢氧化镁或氢氧化铝阻燃的聚合物质估中添加少量红磷,可以明显加强聚合物的热稳固性,进步阻燃机能,产生协同效应.郭锡坤等以为,产生协同效应的机理是因为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感化又促使氢氧化镁和氢氧化铝的脱水反响进行得更完整.经由过程互相促进,使三者自身的感化能更充分施展,从而加强了脱水吸热.成炭结焦隔氧隔热等阻燃感化,表现出协同效应.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机能,但其燃烧时发烟量大一向是难以解决的缺陷.氢氧化镁具有很好的抑烟后果,是以人们对二者的复合运用进行了较多研究.崔永岩等研究了在含溴锑阻燃剂的聚丙烯中添加不合份量的氢氧化镁对材料氧指数的影响,以为在低添加量时产生干扰感化,高添加量时产生协同效应.临盆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.临盆和发卖为一体的专业厂商.公司成立于2004年,厂房占地面积约3000多平米,车间情况安静卫生,装备先辈齐备,公司现有技巧研发人员12人,一线工人五六十人.宏泰基实业将建立谨小慎微.克意朝上进步的企业精力,一步一个脚印的稳步成长.宏泰基在环保阻燃剂方面已取得了必定成绩,失去自立开辟的改性氢氧化镁.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.产品在实践中不竭成熟,克意使本身的产品相符国际环保请求:①欧盟ROHS指令②索尼SS-00259尺度. 氢氧化镁.氢氧化铝等阻燃剂产品获得了宽大客户的一致承认.姑苏市博洋化学品有限公司是一家集研发.临盆.发卖为一体的专业化学品企业.公司重要从事光伏太阳能及半导体行业电子化学品.水处理化学品.化工原料.....丹东天赐阻燃材料科技有限公司有关氢氧化镁的产品:高纯氢氧化镁.氢氧化镁氢氧化镁水处理.氢氧化镁脱硫剂.氢氧化镁阻燃剂.深圳市锦龙(昊)辉实业有限公司辽阳富达化公司(南海办)上海城锐工商业公司等公司都是临盆氢氧化镁产品的公司.国外商标有MagShield M,S(美国).FR-20(以色列).价钱氢氧化镁是今朝正推广的无公害无机阻燃剂,它在临盆.运用和放弃进程中均无有害物质排放,不影响是指电断气缘性,并且还能中和燃烧进程中产生的酸性与腐化性气体,是一种情况呵护型绿色阻燃剂.氢氧化镁是无卤阻燃剂系列产品中最便宜的阻燃剂,其道理是在340度时释放出结晶水一向到490度,温度再高消融,氢氧化镁具有消烟阻燃环保等特征,就是单独运用添加量大,如今2500元阁下一吨.汗青与远景瞻望氢氧化镁作为阻燃剂正式投入工业化临盆始于1978年,之后,关于氢氧化镁的基本研究和运用研究日趋繁华.不竭深刻,几乎历次国际阻燃学术研究会上都有这方面的内容.美国事世界上氢氧化镁产量最大的国度,据Walter的剖析,1997年美国氢氧化镁的产量达到37万t,个中作为阻燃剂运用的氢氧化镁总量为 1.5~2.0万t.今朝的年增长率为8%,跟着阻燃剂无卤化趋势的成长,估计到2005年,年增长率会达到10%~15%.日本是氢氧化镁阻燃剂工业化临盆最早的国度,1975年协和公司成功研制了特别大晶粒.低概况积的氢氧化镁阻燃剂,随后三菱公司又将氢氧化镁与聚丙烯制成阻燃复合伙料投放市场.今朝日本氢氧化镁的临盆厂家已超出10家,临盆才能达到50万t,个顶用于阻燃剂的氢氧化镁超出2.4万t,且以10%~12%的年增长率在增长.欧洲阻燃剂的消费量1995年为26万t,无机阻燃剂氢氧化镁和氢氧化铝占统治地位,约占48%.个中氢氧化镁仍呈增长势头,到2000年增长率约为6%~8%.我国氢氧化镁阻燃剂的开辟运用起步较晚,80年月以来,有杭州化工研究所.江苏海水分解运用研究所等对其制作工艺和运用进行了研究.今朝的临盆厂家许多,年现实总产量已达到1000万t.而我国临盆氢氧化镁的资本种类和起源上与日底细比具有无可争议的优势,与美国比拟也八两半斤,在青海盐湖储藏着MgCl232亿t.MgSO416亿t,还有丰硕的卤水资本,山东潍坊也蕴含着大量的卤水资本,并且潍坊作为中国的阻燃基地,在氢氧化镁这个产品中具有较为成熟的技巧资本,尤以潍坊海鲁镁业.潍坊化工场等厂家.这些前提对成长氢氧化镁阻燃剂都是十分有利的.跟着氢氧化镁阻燃剂研究的深刻和运用规模的扩展,氢氧化镁阻燃剂的往后成长趋势应向以下几个方面.1.简化氢氧化镁制备工艺,削减水镁矿破碎摧毁的能耗问题.2.阻燃剂力度超细化:当氢氧化镁阻燃剂的添加量增长时,为了更好施展阻燃后果及削减对力学机能的影响,应之辈超细氢氧化镁,可以像纳米级氢氧化镁阻燃剂成长.3.概况活性处理技巧:针对不合的材料选择适合的概况活性剂及最佳用量,进步氢氧化镁阻燃基于高分子聚合物的相容性.4.协同复合技巧:积极开展复合阻燃剂的研究,选择适合的阻燃剂与氢氧化镁阻燃剂相合营,有用地进步系统的阻燃剂机能,解决氢氧化镁高添加量所带来的聚合物力学机能大幅度降低的问题.。
氢氧化镁阻燃材料摘要:氢氧化镁是一种无机阻燃材料,具有无毒、低烟、安全等优点,近些年来展示了良好的应用前景。
本文介绍了制备氢氧化镁阻燃材料的组成体系,氢氧化镁的阻燃机理,总结了氢氧化镁阻燃剂的制备方法,及其应用领域和国内外的发展现状。
关键词:氢氧化镁阻燃机理制备方法应用领域发展现状1、氢氧化镁阻燃材料概况氢氧化镁(Magnesium Hydroxide,MH),,分子式为Mg(oH)2,相对分子质量为58.33。
白色粉末,呈六角形或无定形片状结晶。
氢氧化镁受热分解为氧化镁和水,初始分解温度为340℃,当达到430℃时,分解速度加快,490℃时,分解完全,分解吸热量为0.”kJ/g(44.8kJ/mol)。
生产氢氧化镁阻燃剂的原料有天然矿物原料和液体原料两类,矿物原料主要是含镁非金属矿物,包括水镁石,菱镁矿,白云岩等;液体原料以海水,盐湖卤水,地下卤水为主[1]。
氢氧化镁作为高聚物基复合材料的阻燃填料,已在塑料、橡胶和电缆等材料之中加以应用。
氢氧化镁的阻燃机理被认为是:l)具有比聚合物大得多的热容,故在受热分解前就可吸收大量的热量。
2)受热分解释放出的大量水分(脱水量为30.9%)吸收了大量热量(约1370J/g),从而降低了聚合物材料表面火焰的实际温度,使其降解速度减慢,可燃气体的产生量减少。
3)分解过程中释放的大量水蒸气可覆盖火焰,降低燃烧面空气中氧浓度并稀释可燃性气体,4)分解后产生的Mgo是良好的耐火材料,覆盖于聚合物表面阻挡热传导和热辐射,从而提高聚合物抵抗火焰的能力,起到隔绝空气和阻止燃烧的作用;高活性的MgO层还能吸附很多物质(包括自由基和碳),并能促进聚合物材料炭化,促进燃烧时快速形成炭化层[2]。
2、氢氧化镁阻燃材料制备方法氢氧化镁阻燃材料的制备方法主要有两种,一种是对天然矿物水镁石进行粉碎与超细粉碎使其达到所需的粒径后再对其进行表面改性,从而制得氢氧化镁阻燃材料;另一种是利用化学沉淀法,以含有MgC12、MgSO4或者Mg(NO3)2等镁盐成分的卤水等为原料与碱类物料在水介质中反应,生成的Mg(0H):经过洗涤、干燥等工艺得到。
阻燃型氢氧化镁制备技术评述摘要:随着社会的不断进步和经济的快速发展,人们的环保意识也逐渐提高。
为了开发出性能更好的阻燃剂,要加强对阻燃剂自身与使用过程中的环保问题的重视程度,正确预测21世纪阻燃剂整体发展的趋势,如阻燃剂的无卤化、低毒化、复合化、抑烟化等。
目前,无机阻燃剂在国外工业发达国家早已被人们广泛应用在各种领域,消费量远远高于有机阻燃剂。
如美国、西欧和日本等工业发达国家和地区无机阻燃剂的消费约占总消费量的60%,而我国不到10%。
因此,我国无机阻燃剂的发展潜力非常巨大。
无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷、硼酸盐、氧化锑、钼化合物等。
本文主要介绍了阻燃型氢氧化镁的制备技术。
关键词:阻燃型;氢氧化镁;制备技术;弊端1、引言随着高分子合成材料的广泛应用,火灾的危险性日益显著,随之阻燃剂的发展就成为必然。
阻燃剂是一种可以阻止材料被引燃及抑制火焰蔓延的助剂,大大提高了可燃性聚合物的难燃性,按组分的不同,可以分为两种,分别是无机阻燃剂和有机阻燃剂。
无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤等优点,主要产品有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸等。
有机阻燃剂有较好的阻燃性,主要产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等,但是其会释放出有毒气体,因此无机阻燃剂被人们广泛应用在各类阻燃领域。
2、阻燃剂的发展现状近20年来,世界阻燃剂的使用量和需求逐年增加,其产量每年也以10~15%的速度递增。
美国是生产和使用阻燃剂最多的国家,也是最早使用阻燃剂的国家。
表1表现了世界三大阻燃剂市场——美国、日本、西欧以及中国阻燃剂产品结构。
通过表1阻燃剂的使用量及各类阻燃剂所占的比例,可以看出在20世纪末,无机阻燃剂应用比较广泛,占有一定的优势,发展前景良好。
但是我国无机阻燃剂所占份额较少,主要还是氯系阻燃剂占了相当大的比重,与发达国家有很大的不同。
由于我国是镁资源大国,再加上逐渐增加的阻燃剂需求,人们越来越重视对无毒、抑烟型的环保无机氢氧化镁阻燃剂的研究。
氢氧化镁阻燃剂姓名:单显朋学号:20130591 班级:材料1305班【摘要】:随着高分子材料日新月异飞速发展,高分子复合材料应用在人类生活的每一个领域,高分子材料的阻燃技术发挥着越来越重要的作用,市场发展的需要,对氢氧化镁的阻燃剂的研发方向也有着改变,更加注重对氢氧化镁的阻燃剂新的性能的研究,励志开发出更加高效的阻燃剂适应市场的进一步的发展。
无论从合成资源还是从天然资源制得的氢氧化镁,用于阻燃剂量与日俱增,利用我国丰富的镁资源,依托技术创新开发高附加值的阻燃性氢氧化镁,是镁盐行业面临地一个共同课题。
氢氧化镁是阻燃性能好的高效无卤阻燃剂,火灾后不会产生二次污染,都具有抑烟性强、无毒、无腐蚀、不挥发、不析出、安全等特点,已经被公认是环保型阻燃剂,正因为氢氧化镁的安全、环保特性,在塑料、电缆、橡胶等行业得到广泛的应用。
我国拥有丰富的含镁矿物、富镁废弃物资源,因此氢氧化镁阻燃填料的前景是十分广阔的。
本文简单介绍了阻燃剂的分类,氢氧化镁阻燃机理。
重点介绍了氢氧化镁阻燃剂的作用、研究现状和发展方向。
并指出氢氧化镁阻燃剂是一种新型的,环境友好型的无机阻燃剂。
【关键词】:氢氧化镁阻燃剂环保发展方向【前言】:随随着高分子材料的发展,高分子材料的易燃性日益受到了人们的重视,对阻燃剂的需求量也随之增加。
然而,随着人们对环境等因素提出了更加严格的要求,阻燃的无卤化、高效性、抑烟性、无毒成为未来的发展趋势。
1.阻燃剂的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H2O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。
氢氧化镁阻燃原理氢氧化镁(Mg(OH)2)是一种常用的阻燃剂,具有优良的阻燃性能。
下面将从氢氧化镁的物理和化学性质、阻燃机理以及应用领域等方面,详细介绍氢氧化镁的阻燃原理。
一、氢氧化镁的物理和化学性质氢氧化镁是一种白色结晶固体,具有高度的吸湿性。
它的化学式为Mg(OH)2,相对分子质量为58.32。
在常温下,氢氧化镁难溶于水,溶解度很小。
但当温度升高时,氢氧化镁的溶解度会增大。
氢氧化镁的热分解温度约为330℃。
二、氢氧化镁的阻燃机理氢氧化镁作为一种阻燃剂,其阻燃原理主要有以下几个方面:1. 吸热作用:当氢氧化镁受到热源加热时,它会发生脱水反应,生成水蒸气(H2O)和氧化镁(MgO)。
这个反应过程是一个吸热反应,吸收了大量的热量。
由于吸热作用,氢氧化镁能够有效地降低燃烧物表面的温度,从而起到阻燃的作用。
2. 稳定炭化物层:氢氧化镁的热分解产物氧化镁具有良好的抗热性能。
当氢氧化镁受热分解后生成氧化镁,氧化镁会与燃烧物表面的碳化物反应生成稳定的炭化物层。
这层炭化物层具有良好的隔热性能,能够阻止燃烧物与外界氧气接触,从而阻燃燃烧过程。
3. 抑制燃烧反应:氢氧化镁的热分解产物氧化镁中的氧化镁颗粒能够与燃烧物的燃烧过程中产生的自由基发生反应,从而抑制燃烧反应。
这种反应能够有效地减缓燃烧速率,并降低燃烧物的火焰温度,起到阻燃的效果。
三、氢氧化镁的应用领域氢氧化镁作为一种优良的阻燃剂,广泛应用于各个领域。
以下是一些主要的应用领域:1. 塑料工业:氢氧化镁常用于聚烯烃塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)和聚氨酯等塑料中,能够显著提高塑料的阻燃性能。
2. 橡胶工业:氢氧化镁可以作为橡胶制品的阻燃剂,如阻燃橡胶板、阻燃胶管等。
3. 纺织工业:氢氧化镁可以用于纺织品的阻燃处理,提高纺织品的阻燃性能。
4. 建材工业:氢氧化镁可以用于阻燃涂料、阻燃木材等建材制品,提高建材的阻燃性能。
5. 电子电器工业:氢氧化镁可以用于电线电缆、电子元器件等电子电器产品的阻燃处理,提高其安全性能。
新型无机阻燃剂氢氧化镁的特点和阻燃机理简介
孙永明刘建兰俞斌(南京工业大学理学院,南京210009)
金属氢氧化物阻燃剂中,氢氧化铝进入市场早,消费量比氢氧化镁大得多。
尽管得到合适的晶形已经很多年,氢氧化镁晶体生长比较难控制,原来生产氢氧化镁的过程很复杂,导致氢氧化镁价格相对高,一直困扰着它的实际应用[1]。
近年来在沉淀法和水合法基础上开发了氢氧化镁生产的新工艺,使得氢氧化镁具有取
代氢氧化铝的趋势。
1氢氧化镁阻燃剂的特点氢氧化镁Mg(OH)2,白色固体粉末,不溶于碱性物质,受热分解为氧化镁和水,加热到340℃时开始分解,430℃时分解速度最快,到490℃时完全分解。
氢氧化镁晶体属于2价金属水合物族,晶体结构是层状的CdI2型,形成连续的六边形,Mg2+层和OH-层互相重叠,每个镁离子被6个氢氧根离子配合从而形成Mg(OH)6八面体。
标准状态下:Mg(OH)2(s)MgO(s)+H2O(g)△H=81.02kJ/mol同样作为无机阻燃剂,氢氧化镁与氢氧化铝相比具有很多优点:①氢氧化铝热分解温度为245~320℃,与氢氧化镁分解温度340~490℃相比,有效使用范围低,适合用于加工温度比较低的树脂如ABS、丙烯酸树脂和环氧树脂等。
氢氧化铝由于分解温度较低,其中部分结晶水在材料加工时已经分解,易使制品多泡、多孔,自身的阻燃效果也下降。
而氢氧化镁能使得被填加的材料承受更高的加工温度,有利于加快挤塑速度,缩短模塑时间。
而且氢氧化镁的分解能比氢氧化铝大、热容高,能够吸入更多的热量,阻燃效果更好[2]。
②氢氧化镁的粒度比氢氧化铝小,对材料加工设备磨损小,有利于延长设备的使用寿命。
③氢氧化镁的减烟效果比氢氧化铝好,能中和聚合物燃烧产生的有毒气体如二氧化硫、二氧化碳等。
④原料丰富、易得,海水资源中含有大量的镁盐,同时还有镁矿如菱镁矿、白云石和水镁石等。
2氢氧化镁阻燃的机理氢氧化镁属于填加型阻燃剂,受热分解释放出水气,同时吸收了大量的热量,可以降低材料表面的温度,使得聚合物降解的速度放慢,随之小分子可燃物质的产生也减少。
释放出来的水气稀释了表面的氧气,使燃烧难以进行。
氢氧化镁在材料表面形成炭化层,阻止氧气和热量的进入,并且氢氧化镁分解生成的氧化镁是高级耐火材料,所以当燃烧源消失,火就自动停止,起到阻燃的效果。
由于氢氧化镁阻燃作用主要发生在聚合物降解区,减少可燃物的产生,而对预燃区作用很少,可燃物的完全燃烧影响很小,产生的烟雾也减少,并且氢氧化镁可以冲淡和吸收烟雾,所以氢氧化镁具有减烟效果[3]。
3氢氧化镁的制备
3.1氢氧化镁阻燃剂的特性要求普通氢氧化镁一般为无定形或六方晶形晶体,比表面积大,晶粒容易2次聚集,极性很强,填充在树脂、塑料等中时分散性不好,而且容易使得材料机械强度明显下降,特别是冲击强度,所以普通氢氧化镁是不适合用作填充用阻燃剂。
氢氧化镁用作阻燃剂时,必须经过特殊处理和表面改性,具备特定的晶形。
一般要求:①晶形为纤维形,这样能够增加材料的延伸率和挠曲强度。
②纯度必须高,纯度越高,阻燃效果越好。
③颗粒越小越好实验证明纳米氢氧化镁作为阻燃剂填充到材料中时,各方面性能包括阻燃效果、消烟和机械性能都比微米氢氧化镁优越。
④表面极性低,普通氢氧化镁正是由于表面极性高、微观内应力大,作为阻燃剂填充到材料中时影响了材料的机械性能。
当表面极性低时,颗粒积聚成团性降低,在材料中分散性和相容性增加,对材料机械性能影响减少[4]。
所以要用适当的表面活性剂及用量进行表面处理,来提高与高分子聚合物的相容性。
⑤比表面积小于20m2/g,在(101)方位扭歪值小于
3.0×0.001,(101)方位的晶体尺寸大于80nm,只有具备以上特性的氢氧化镁才能
和材料比较好的相容。
3.2氢氧化镁的表面改性氢氧化镁的表面处理可以用表面活性剂和氢氧化镁颗粒表面起化学反应,另外也可用表面活性剂对氢氧化镁颗粒表面包覆。
两者均是改变颗粒表面状态,使得颗粒产生新的性能,和材料相容性更好,防止降低材料机械性能[5、6]。
常用的氢氧化镁表面改性剂是偶联剂、硬脂酸钠、油酸钠和钛酸
脂等,用量1%~3%。
3.3氢氧化镁阻燃剂的生产方法工业上生产氢氧化镁阻燃剂主要有5种方法:(1)用石灰石和卤水反应生产氢氧化镁;(2)用氢氧化钠和卤水、卤块反应制氢氧化镁;(3)利用煅烧过的菱镁矿、白云石和卤水、卤块反应生产氢氧化镁;(4)利用MgO水合生成氢氧化镁,这里的MgO必须是轻烧产品以保证水合的活性[7];(5)直接把天然的水镁石和表面改性剂混合研磨,处理以后得到氢氧化镁阻燃
剂。
4氢氧化镁阻燃剂发展方向(1)简化卤化生产工艺,降低水镁石研磨时的能耗。
(2)制备高纯超细的氢氧化镁,纳米氢氧化镁阻燃消烟效果更好。
(3)选择合适的表面改性剂和用量,提高氢氧化镁在材料的分散性、相容性。
(4)研制新的复合阻
燃剂。
5氢氧化镁的其它用途氢氧化镁除了用作无机阻燃剂以外,还可以用在废水处理中的无污染的中和剂,造纸工业中的填料、烟道气的脱硫剂和重金属脱除等领域。
近来有日本科学家报道,利用MgO/Mg(OH)2体系反复进行水合及水解反应来制造热泵,可以在能量过剩的情况下把能量贮存起来,然后在能量需求的高峰供给能量,把热泵与发动机联用,取得了不错的效果[8~10]。