氢氧化镁阻燃剂
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氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展作者:刘家伟王容李盈颖郑冉宋健健赵丽来源:《科技创新与应用》2017年第15期摘要:介绍了氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理,阐述了近年来氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展,展望了氢氧化镁阻燃剂的研究方向。
关键词:氢氧化镁;阻燃剂;表面改性卤系阻燃剂虽然具有较好的有机聚合物材料阻燃性能,但材料一经燃烧产生大量的有毒气体,严重危害身体健康,加之北美西欧等国家已经取缔卤系阻燃剂的使用,发展新型有效的无卤阻燃剂成为研究的热点。
新型无机阻燃剂氢氧化镁用于材料的阻燃不产生有毒物质,具有安全环保的特点,在高分子材料中应用广泛。
本文对氢氧化镁阻燃剂的特点进行了论述,重点对其改性研究进行了阐述。
1 氢氧化镁阻燃剂特点氢氧化镁是白色粉末状的六角形或无定性的片状结晶,其密度为2.39g/cm3,难溶于水,18℃时的溶解度为9*10-3g/L。
Mg(OH)2的起始热分解温度比Al(OH)3要高,接近300℃。
其最大分解峰温比Al(OH)3高约100℃,约400℃[1,2]。
氢氧化镁阻燃性能来源于其特殊的热分解性能。
氢氧化镁受热分解为氧化镁和水蒸气。
总结其阻燃机理和特点如下[3,4]:(1)氢氧化镁热分解产生的水蒸气可有效稀释氧气浓度,阻碍燃烧;(2)氢氧化镁的热容大,热分解过程中可有效降低高分子基材所吸收的热能,使高分子基材的热分解有所延缓;(3)氢氧化镁形成的表面炭化层可以延缓燃烧,并能够抑制分解气体的燃烧;(4)氢氧化镁分解吸收大量的热量,降低被阻燃材料的温度,可有效延缓高聚物分解速度;(5)氢氧化镁热分解产生的氧化镁本身就是优良的耐火材料,覆盖于高分子基材表面能够隔绝空气使燃烧受阻;(6)氢氧化镁用作阻燃剂时添加量较大才能提高高聚物的难燃性。
虽然氢氧化镁因其独特的热分解特性赋予其阻燃和抑烟的特性,但氢氧化镁用于高分子基材的阻燃仍受到一定的限制。
首先,氢氧化镁具有较高的表面能,未经改性的氢氧化镁易于团聚,分散性能差。
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。
氢氧化镁综合介绍基本介绍: 氢氧化镁(化学式:Mg(OH)2、分子量58.32)是镁的氢氧化物,为白色晶体或粉末,难溶于水,广泛用作阻燃剂、抗酸剂和胃酸中和剂。
氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂,简称镁乳,用于中和过多的胃酸和治疗便秘。
水溶液,呈碱性。
用做分析试剂,还用于制药工业。
物化性质:白色晶体或粉末。
水溶液呈碱性。
2.36g/cm3。
溶于稀酸和铵盐溶液,几乎不溶于水和醇。
在水中的溶解度(18℃)为0.0009g/100g 。
易吸收空气中的二氧化碳。
在碱性溶液中加热到200℃以上时变成六方晶体系结晶。
在350℃分解而成氧化镁和水。
高于500℃时失去水转变为氧化镁。
沸水中碳酸镁可转变为溶解性更差的氢氧化镁。
粒径1.5-2μm ,目数10000,白度≥95。
生产工艺:1、水镁石磨细法由于由天然水镁石磨细生产氢氧化镁只是一个物理过程,因此需要较纯净的天然水镁石资源。
天然矿物水镁石的主要成分是氢氧化镁, 是一种层状结构的氢氧化物, 属于三方晶系, 常见的构造有块状、球状及纤维状, 是迄今自然界发现的含镁量最高的一种矿物。
水镁石磨细法制备氢氧化镁, 是将水镁石粉碎成水镁石粉 ( 150μm ) , 再将水镁石粉气流粉碎至 1~ 26μm 粉体 ( 由表面活性剂改性的氢氧化镁 ) 。
该氢氧化镁制造工艺简单, 价格也较低。
该方法生产的是重质氢氧化镁。
2、化学合成法化学合成法是利用含有氯化镁的卤水、卤矿等与苛性碱类物质在水介质中反应, 生成氢氧化镁浆料, 经过滤、洗涤、干燥制得氢氧化镁。
化学合成法中应用较多的方法包括氢氧化钙法、氨法、氢氧化钠法。
采用这些方法生产的是轻质氢氧化镁。
氢氧化钙法又称石灰乳法, 是以 Ca(OH)2为沉淀剂, 是一种传统的制备方法。
该法优点是原料易得, 生产工艺简单, 成本较低。
但是, 由于所得产品粒度小 (可达 0. 51μm 以下) , 聚附倾向大, 难于沉降、过滤及洗涤, 并且易吸附硅、钙、铁等杂质离子,因此产品纯度低, 只适用于对纯度要求不太高的行业, 如烟气脱硫和酸性废水中和等。
金属氢氧化物阻燃剂是一种常见的阻燃剂,在许多工业和消费品中被广泛使用。
它具有良好的阻燃效果,对阻燃材料的性能起着重要的作用。
本文将介绍金属氢氧化物阻燃剂的工作原理。
一、金属氢氧化物阻燃剂的分类金属氢氧化物阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铁等。
这些金属氢氧化物阻燃剂在阻燃材料中起着不同的作用,具有不同的阻燃效果。
二、金属氢氧化物阻燃剂的工作原理1. 水合吸热作用金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生水合物,水合物的分解过程伴随着吸热反应,从而降低了燃烧体系的温度,阻止了燃烧的进行,起到了阻燃作用。
2. 分解产生惰性气体金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生惰性气体,这些惰性气体可以稀释空气中的氧气成分,降低氧气浓度,从而抑制燃烧反应的进行。
3. 形成保护膜金属氢氧化物阻燃剂在高温下分解产生金属氧化物,这些金属氧化物在燃烧表面形成一层保护膜,隔离氧气和燃料之间的接触,有效抑制了燃烧反应。
4. 隔热作用金属氢氧化物阻燃剂的分解产生的氢氧化物可以对燃烧表面进行隔热,降低了燃烧温度,从而抑制了燃烧的进行。
三、金属氢氧化物阻燃剂的应用金属氢氧化物阻燃剂广泛应用于聚合物材料、涂料、胶黏剂等领域,提高了材料的阻燃性能和安全性能。
四、金属氢氧化物阻燃剂的发展趋势随着人们对材料阻燃性能要求的不断提高,金属氢氧化物阻燃剂的研究和开发也将不断深入。
未来,金属氢氧化物阻燃剂可能会在材料阻燃领域发挥更重要的作用。
金属氢氧化物阻燃剂是一种重要的阻燃材料,在材料阻燃领域具有重要的应用价值。
深入研究金属氢氧化物阻燃剂的工作原理对于提高阻燃材料的性能、促进阻燃材料的应用具有重要意义。
金属氢氧化物阻燃剂是一种有效的阻燃材料,在工业和消费品中被广泛使用。
它的工作原理以及在阻燃材料中的作用,对于提高材料的阻燃性能和安全性具有重要意义。
下面将对金属氢氧化物阻燃剂的工作原理进行深入探讨,并结合其应用领域和未来发展趋势进行分析。
一、水合吸热作用对阻燃效果的影响金属氢氧化物阻燃剂的水合吸热作用是其阻燃效果的关键因素之一。
氢氧化镁- 性质
白色结晶或粉末。
溶于稀酸和铵盐溶液,几乎不溶于水和醇。
易吸收潮湿环境中的二氧化碳。
在碱性溶液中加热到200℃以上时变成六方晶系结晶。
在230℃分解成氧化镁和水。
高于500℃时失去水转变为氧化镁。
水溶液呈碱性,pH 9.5~10.5。
氢氧化镁- 制法
以纯净卤水(经处理除去硫酸盐、二氧化碳、少量硼等杂质)为原料,以氨水作为沉淀剂在反应釜中进行沉淀反应。
在反应前投加一定量的晶种,进行充分搅拌,在40℃时反应,反应终了后添加絮凝剂,沉淀物经过滤后,洗涤、烘干、粉碎,制得氢氧化镁成品。
或者由氧化镁溶液与一定浓度的氨水在反应器中进行反应。
生成物经洗涤、沉降、过滤、分离、干燥、粉碎,得到氢氧化镁。
氢氧化镁- 用途
氢氧化镁是塑料、橡胶制品优良的阻燃剂。
在环保方面作为烟道气脱硫剂,可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂。
亦用作油品添加剂,起到防腐和脱硫作用。
另外,还可用于电子行业、医药、砂糖的精制,作保温材料以及制造其他镁盐产品。
氢氧化镁- 安全性
内衬塑料袋的编织包装,每袋净重25kg。
应贮存在阴凉、干燥的库房中。
与无机酸和强碱以及有潮解性等物品隔离贮存。
运输中防止雨淋和受潮。
装卸时要轻拿轻放,防止包装破损。
失火时可用水扑救。
氢氧化镁阻燃剂生产方式有两种:一是利用化学合成法,即通过利用含有氯化镁的卤水、卤矿等原料与苛性碱类在水介质中反应,生成的氢氧化镁经过滤、洗涤干燥就可得到;另一种方式是通过天然矿物水镁石经磨细到所需粒度制得。
氢氧化镁的制备:先配制50%(质量分数)化镁溶液和20%(质量分数)的氢氧化钠溶液两者按n(MgCl2):n(NaOH)=1搅拌混合5min,然后倒入1000mL的高压釜中拌,升温到180℃恒温搅拌8h。
之后快速冷却,用蒸馏水洗涤、抽滤多次后,将所得膏状物在(1055)℃下烘干得到氢氧化镁(MH)白色粉体产品。
由于盐田产水氯镁石中含有少量泥沙等不溶性杂质,制备氢氧化镁之前必须对其进行除杂预处理。
其方法是将水氯镁石加入到一定量的去离子水中,在低温度下搅拌溶解成饱和氯化镁溶液,过滤除去悬浮物杂质。
取过滤除杂后饱和氯化镁溶液,用适量去离子水稀释成含Mg2+3~4mol/L的卤水,氨水浓25%,沉镁反应时氨水和卤水同时滴加到带有搅拌置的反应器中,该反应器预先加入有一定量由氨水与氯化铵配制成的反应底液(pH为11)。
通过控氨水与卤水的滴加速度来控制反应体系的pH=11不变,反应温度为55℃。
反应生成的Mg(OH 过滤分离后用稀氨水和无水酒精先后各洗涤三次。
然后置于无水酒精中,采用超声波分散。
过滤分离后在真空干燥箱中于60℃条件下进行真空干燥,得到白疏松的超细氢氧化镁粉末。
将净制好的卤水(MgCl2)2L置放于5L的烧杯中,搅拌,同时滴加相等体积的NaOH溶液,卤水与NaOH溶液物质的量比为1:2,滴加时间1h,得到Mg(OH)2浆液。
一步法将卤块加水溶解,精制卤液打入反应釜中,加水调至要求的浓度后升温到50~70℃;一定浓度的氨水在混合槽中加入一定量的表面处理剂,在搅拌下溶解时间1h左右。
然后慢慢地将氮表面处理剂溶液加入到反应釜中进行反应,反应温度50~70℃,反应时间1~2h。
待氨处理剂溶液加完后,提高反应液温度到80~90℃,恒温处理2~3h后,放料进行过滤、干燥、粉碎,制得氢氧化镁阻燃剂产品。
毕业论文题目无机阻燃剂的制备和改性研究专业制药工程班级制药051学号学生指导教师2020 年无机阻燃剂的制备和改性研究摘要氢氧化镁作为添加型无机阻燃剂,具有热稳固性好、无毒、抑烟、高效促基材成炭的作用,且在不产生侵蚀性气体的同时还具有中和燃烧进程中产生的酸性和侵蚀性气体功能,是一种环境友好型的绿色阻燃剂。
但是,氢氧化镁在高分子材料中的分散性和相容性较差,往往致使阻燃材料力学性能下降。
本文针对这些问题,采纳以下方式对超细氢氧化镁进行了制备和改性。
实验当选择十二烷基硫酸钠、明胶为复合添加剂,依托化学分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(FT-IR)等多种分析手腕,分析讨论了加料方式、反映终点pH值、镁离子浓度、陈化温度、陈化时刻及复合分散剂的添加量等因素水平对反映的镁转化率、氢氧化镁产品的分散性的阻碍,确信出制备纳米级氢氧化镁的优化工艺条件为:选择氨水加入镁溶液的加料方式、反映终点pH=,氨水浓度25%,镁盐浓度2mo1/L,氨水加入速度2.0m1 /min,陈化温度60℃,陈化时刻60min,分散剂溶液用量10m1。
采纳硬脂酸作为改性剂,对氢氧化镁进行表面改性。
采纳XRD、FT-IR、TG-DTA表征了所得的复合粉体,结果说明,改性后的氢氧化镁热解温度更高,硬脂酸分子在氢氧化镁粉体表面发生吸附键合。
关键词:氢氧化镁,阻燃剂,硬脂酸,改性Research of synthesis and modification of inorganicadditive flame retardantsSpeciality:Student:Yao JianpingAdvisor:Yang RongABSTRACTMagnesimu hydroxide, one of inorganic additive flame retardants, is a kind of promising green fiame retardant and has attracted much attention because of its good thermal stability, nontoxicity, fume, suppression char-forming, promotion, and no formation of acid and corrosive gas product during buming process. However, its poor dispersibility in and compatibility with polymer matrices would decrease the mechanical properties of the filled polymer. In this paper, the preparation and surface modification of ultrafine magnesium hydroxide were investigated aiming at the probiems above- mentioned.In experiments, the influences of several factors, such as injection order, pH, ammonia water concentration, magnesium ion concentration, injection rate of ammonia water, aging time, aging temperature and addition level of compound dispersants, on the precipitation efficiency, the crystallinity and thedispersion degree of magnesium hydroxide products, are analyzed and discussed by some analysis procedures such as chemical analysis, X-ray diffraction scan (XRD) and scanning electron microscope (SEM) .And the optimizing conditions, for fabricating superfine powders of magnesium hydroxide, are obtained.Those are the injection method injecting ammonia into magnesium ion solution, pH=10.0 in reaction, 25% ammoniaw ater, L agnesium ion concentration, -2.0mmin injection rate of ammonia, 60℃aging temperature, 60min aging time and 10ml compound dispersant solution.Surface modification of magnesium hydroxide by stearic acid was investigated in experiments. XRD, FT-IR, and TG-DTA were used to characterize the modified samples, and the analyzed results indicated that, its thermaldecom posing temperature were inproved after modification, stearic acid molecules occurred adsorbing bond on the surface of Mg(OH)2 powders.KEY WORDS: magnesium hydroxide, flame retardants, stearic acid , modification目录摘要 (ii)ABSTRACT (iii)1绪论 (1)氢氧化镁的特点及阻燃机理 (2)氢氧化镁的制备方式 (2)1.2.1物理粉碎法 (3)1.2.2化学沉淀法 (3)1.2.3硫氢化物一水热法 (4)氢氧化镁的生产现状 (4)氢氧化镁的进展方向 (5)1.4.1颗粒的超细化 (5)1.4.2氢氧化镁的形态操纵 (5)1.4.3氢氧化镁与其他阻燃剂的协同效应 (7)1.4.4氢氧化镁的改性 (7)展望 (10)本课题要紧研究的内容及目的 (10)2 实验部份 (11)实验原料及仪器 (11)氢氧化镁的制备实验 (11)2.2.1制备纳米氢氧化镁的实验流程 (11)2.2.2沉镁反映中复合分散剂的选用 (12)2.2.3陈化进程 (13)2.2.4洗涤进程 (13)2.2.5干燥进程 (13)2.2.6实验条件的选择 (14)氢氧化镁的改性实验. (15)2.3.1最正确改性条件的确信 (15)依照其他文献报导,硬脂酸改性氢氧化镁的实验条件有多种,通过度析和实验,确信最正确实验条件为:氢氧化镁料浆质量分数为6%,反映温度为85-90℃,搅拌转速为400 r/min,反映时刻1h,硬脂酸用量为3%(占氢氧化镁干粉的质量分数)。
木材阻燃剂有什么种类?什么木材阻燃剂好?木材阻燃剂有什么种类?木材阻燃剂中有很多种,今天给大家介绍四种,这四种阻燃剂也是最常用的四种。
一、锑系阻燃剂优点:三氧化二锑不能单独作阻燃剂,而与适当的卤素化合物复合使用,就能发挥出特别有效的阻燃性能。
锑系阻燃协效有机理。
缺点:重金属,有毒,与砷同系物,粗产品中一般含砷等其他重金属,三氧化二砷是砒霜。
不能用作绿色填料及绿色阻燃。
什么木材阻燃剂好?二、氢氧化铝阻燃剂(ATH)优点:价格低,阻燃性好。
缺点:耐热性差,200℃即开始脱水,330℃到350℃即完全脱水,而树脂的固化多在氢氧化铝脱水温度区间内,因而导致合成树脂成品内发泡,表面不平整、介电性能下降,成品率低。
应用于高温导致硅胶起雾,产品发白发泡,介电性能下降等。
EC≈60-100μS/cm,易吸潮。
木材阻燃剂有什么种类?三、氢氧化镁阻燃剂优点:氢氧化镁阻燃剂的应用(430℃分解)无毒。
缺点:不耐酸,醋酸都能将氢氧化镁溶解,只适合做低档产品。
易吸潮,分散差,介电性差。
木材阻燃剂有什么种类?四、高耐热勃姆石阻燃剂(Boehmite,ALOOH)优点:1%脱水温度达350℃以上,500℃脱水达到峰值,EC<50μS/cm,介电性强,解决了氢氧化铝因脱水温度低而导致产品缺陷及介电性降低的问题,耐酸碱性强。
缺点:阻燃性略低于氢氧化铝,达到同样阻燃性能需多加。
但其最大的特点是高耐热,兼具导热性,耐酸碱,制成高耐热性功能材料可提高产品附加值。
什么木材阻燃剂好?江西美隆木材保护有限公司是一家以新西兰木材保护工艺技术支持为背景;以国内行业精英为人才基础;以严谨、务实、双赢为经营理念的专业从事木材保护(木材阻燃设备、木材防腐设备、防腐、阻燃、防火、炭化、建材蒸压釜)设备机组、各类木材防腐。
阻燃剂的生产和销售的专业性公司,是木材防腐厂以及防火门厂的必备设备。
氢氧化镁阻燃剂的改性研究于文强鲍文杰陆强乔建江(华东理工大学安全工程咨询中心,上海 200237)摘要:本课题采用液体铝酸酯偶联剂对氢氧化镁进行湿法表面改性。
探究了改性温度、改性时间、改性剂的添加量和搅拌转速对改性效果的影响。
用正交实验设计法来设计实验,探究改性的最佳工艺条件。
用粒径来表征改性结果。
实验结果表明:最佳工艺条件是:反应温度为80°C,反应时间为60min,改性剂添加量为2%,搅拌转速为600r/min。
通过极差分析可知,工艺条件对改性效果的影响程度:改性剂添加量>反应温度>反应时间≈搅拌转速。
关键词:氢氧化镁,湿法改性,铝酸酯偶联剂,工艺条件Abstract:Liquid aluminate coupling agent was used in the wet surface modification of magnesium hydroxide in this work. The effect the temperature of modification, the time of modification, the amount of aluminate coupling agent and the stirring speed do to the result of modification was investigated. The experiments aiming at determining the best reaction conditions was arranged according to orthogonal experimental design method. Partical diameter was used to character the result of surface modification. The results of the experiments indicate that the best reaction conditions were listed as follows: the temperature of reaction at 80°C,the reaction time at 60 minutes, the amount of aluminate coupling agent at 2%, stirring speed at 600r/min. Range analysis indicates that the amount of aluminate coupling agent affects most to the result of modification and temperature of reaction takes the second place. The time of modification and the stirring speed share the third place for they have almost equal affect level.Keywords:magnesium hydroxide; wet surface modification;aluminate coupling agent; reaction condition1 前言人们的生产和生活都离不开以高聚物为基础的塑料、橡胶和纤维三大合成材料以及其制品。
特殊晶形貌的氢氧化镁阻燃剂的研制刘兆平,杨永会*,樊唯馏,俞海云,张卫民,钟红梅,孙思修*(山东大学化学与化工学院,山东济南250100)摘 要:概述了氢氧化镁阻燃剂的性能特点以及其国内外研究现状,讨论了特殊晶形的氢氧化镁制备过程中应着重解决的几个关键问题。
关键词:氢氧化镁;阻燃剂;水热合成中图分类号:TQ 132.2 文献标识码:A 文章编号:0367-6358(2002)11-0612-03Hydro th ermal Sy nthesis and M orpholog y Control ofM agnesium Hydroxide Flame Reta rdantLIU Zhao -ping , YAN G Yo ng -hui , FAN Wei -liu , YU H ai -y un , ZHAN G Wei -min , ZHON G Hong -mei , SUN Si -xiu(Department of Chemistry &Ch emical Eng ineering ,Sh andong University ,Shandong Jinan ,250100China )Abstract :The function of magnesium hydro xide as flam e retardane a nd resea rch in prog ress w ere re-view ed,and ite sev eral impor tant problem s of the prepa ra tion of mag nesium hydroxide w ere discussed as w ell .Key words :mag nesium h ydro xide ;fla me reta rdant ;hydrotherma l synthesis收稿日期:1999-10-26;修回日期:2001-04-21作者简介:刘兆平(1976~)男,主要从事无机材料的研究*通讯联系人 塑料燃烧时分解成低分子化合物,产生大量的毒烟。
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℃以下稳定,320℃开始分解,生成氧化镁和水,430℃时分解速度最快,490℃时分解完结。溶于烯酸和铵盐溶液,不溶于水、乙醇。氢氧化镁不仅有阻燃作用,还有一眼功能,无毒、无腐蚀性,多种性能优于氢氧化铝,安全廉价,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)发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用;同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾,活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴,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。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。 活性氢氧化镁:活性氢氧化镁阻燃剂,广泛应用于橡胶、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、涂料等高分子材料中,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,具有优良的阻燃效果。 种类间比较 目前国内氢氧化铝用量较多,但随着高聚物加工温度的提高,氢氧化铝易分解,降低阻燃作用,氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点: 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SO2、NOx、CO2等; ③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。
氢氧化镁阻燃剂的改性研究 氢氧化镁阻燃剂的阻燃效果很低,单独使用时添加量需要在50%以上时才具有较好的阻燃效果,但这样影响了聚合物材料的加工性能和物理力学性能。为此,人们常对氢氧化镁进行表面处理,并与其他阻燃剂混合使用,组成复合的阻燃体系,减少氢氧化镁用量,提高阻燃效果。 1.1 表面改性 氢氧化镁是一种极性很强的无机化合物,其晶体在方向有微观内应变,晶体表面带有正电荷、具有亲水性,和亲油性的聚合物分子的亲和力欠,晶粒趋向于二次凝聚;同时,氢氧化镁与聚合物的界面产生空隙,导致分散性很差。为了改善氢氧化镁与聚合物间的粘结力和界面亲和性,采用表面改性剂对其进行表面处理是最为行之有效的方法之一。氢氧化镁阻燃剂常用的表面改性剂是偶联剂和阴离子表面活性剂。 1·1·1 偶联剂
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,对改善聚合物材料的强度和耐热性的效果较为突出,常用来处理纤维状或其它纵横比较大的填料;钛酸酯偶联剂能赋予聚合物材料较好的综合性能,即加工温度下良好的流动性和使用温度下兼具高的强度和韧性,其中对改善抗冲击性能较为显著,一般处理氢氧化镁的均为单烷氧基钛酸酯。研究表明,用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂表面处理的氢氧化镁填充聚丙烯材料,其弯曲模量分别比未改性时提高了100%和70%。 1·1·2 阴离子表面活性剂
主要是高级脂肪酸及其衍生物,活性剂分子的亲水基与亲油基分别与氢氧化镁和聚合物材料发生相互作用,发生化学反应或物理吸附,加强了两者之间的有机联系,提高了氢氧化镁在聚合物材料中的相容性和分散性,从而改善材料的力学性能。上述的表面改性剂不仅可以单独使用,也可以复配使用。日本曾有专利报道,将硅烷偶联剂与硬酯酸钙、油酸镁混合在一起,对氢氧化镁进行表面改性处理,既达到改善氢氧化镁表面性能的目的,又能在聚合物材料燃烧时形成良好的碳化结构,进一步提高了材料的阻燃及机械力学性能。 1.2 与其他阻燃剂组成复合阻燃体系 氢氧化镁除可以单独填充聚合物材料外,还可以和其他阻燃剂如红磷、氢氧化铝、卤系阻燃剂等复合使用。少量增效剂的添加可以降低氢氧化镁的填充量,显著地改善材料的阻燃及机械性能。 1.2.1 与氢氧化铝的协同效应
氢氧化铝的分解温度比氢氧化镁低100℃,将两者并用可以在235~455℃范围内均存在脱水吸热反应,可以在较宽范围内抑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分析数据。 Mg(OH)2及Al(OH)3填充HDPE氧指数变化图表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,表明两者有明显协同作用。还有一些文献报道,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使用,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,在高温下使聚合物表面形成碳化层,起到阻燃作用。但红磷本身可燃且吸湿性很强,单独使用效果不理想,限制了其在聚合物中的大量添加。然而它却是很好的阻燃增效剂,研究发现,在氢氧化镁或氢氧化铝阻燃的聚合物材料中添加少量红磷,可以显著增强聚合物的热稳定性,提高阻燃性能,产生协同效应。郭锡坤等认为,产生协同效应的机理是由于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作用又促使氢氧化镁和氢氧化铝的脱水反应进行得更彻底。通过相互促进,使三者自身的作用能更充分发挥,从而增强了脱水吸热、成炭结焦隔氧隔热等阻燃作用,体现出协同效应。 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性能,但其燃烧时发烟量大一直是难以解决的缺点。氢氧化镁具有很好的抑烟效果,因此人们对二者的复合使用进行了较多研究。崔永岩等研究了在含溴锑阻燃剂的聚丙烯中添加不同份量的氢氧化镁对材料氧指数的影响,认为在低添加量时产生干扰作用,高添加量时产生协同效应。
生产厂家 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、生产和销售为一体的专业厂商。公司成立于2004年,厂房占地面积约3000多平米,车间环境安静卫生,设备先进齐全,公司现有技术研发人员12人,一线工人五六十人。 宏泰基实业将树立兢兢业业、锐意进取的企业精神,一步一个脚印的稳步发展。宏泰基在环保阻燃剂方面已取得了一定成绩,拥有自主开发的改性氢氧化镁、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。产品在实践中不断成熟,锐意使自己的产品符合国际环保要求: ① 欧盟ROHS指令 ② 索尼SS-00259标准。 氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃剂产品获得了广大客户的一致认可。 苏州市博洋化学品有限公司是一家集研发、生产、销售为一体的专业化学品企业。公司主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) 上海城锐工贸易公司等公司都是生产氢氧化镁产品的公司。 国外牌号有MagShield M,S(美国)、FR-20(以色列)。 价格 氢氧化镁是目前正推广的无公害无机阻燃剂,它在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放,不影响是指电气绝缘性,而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体,是一种环境保护型绿色阻燃剂。氢氧化镁是无卤阻燃剂系列产品中最便宜的阻燃剂,其原理是在340度时释放出结晶水一直到490度,温度再高溶解,氢氧化镁具有消烟 阻燃 环保等特性,就是单独使用添加量大,现在2500元左右一吨。 历史与前景展望 氢氧化镁作为阻燃剂正式投入工业化生产始于1978年,之后,关于氢氧化镁的基础研究和应用研究日趋繁荣、不断深入,几乎历次国际阻燃学术研讨会上都有这方面的内容。美国是世界上氢氧化镁产量最大的国家,据Walter的分析,1997年美国氢氧化镁的产量达到37万t,其中作为阻燃剂使用的氢氧化镁总量为1.5~2.0万t。目前的年增长率为8%,随着阻燃剂无卤化趋势的发展,预计到2005年,年增长率会达到10%~15%。日本是氢氧化镁阻燃剂工业化生产最早的国家,1975年协和公司成功研制了特殊大晶粒、低表面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材料投放市场。目前日本氢氧化镁的生产厂家已超过10家,生产能力达到50万t,其中用于阻燃剂的氢氧化镁超过2.4万t,且以10%~12%的年增长率在增长。欧洲阻燃剂的消耗量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%。其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发应用起步较晚,80年代以来,有杭州化工研究所、江苏海水综合利用研究所等对其制造工艺和应用进行了研究。目前的生产厂家很多,年实际总产量已达到1000万t。而我国生产氢氧化镁的资源种类和来源上与日本相比具有无可争议的优势,与美国相比也不相上下,在青海盐湖蕴藏着MgCl232亿t、MgSO416亿t,还有丰富的卤水资源,山东潍坊也蕴含着大量的卤水资源,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术资源,尤以潍坊海鲁镁业、潍坊化工厂等厂家。这些条件对发展氢氧化镁阻燃剂都是十分有利的。 随着氢氧化镁阻燃剂研究的深入和应用范围的扩大,氢氧化镁阻燃剂的今后发展趋势应向以下几个方面。 1.简化氢氧化镁制备工艺,减少水镁矿粉碎的能耗问题。 2.阻燃剂力度超细化:当氢氧化镁阻燃剂的添加量增加时,为了更好发挥阻燃效果及减少对力学性能的影响,应之辈超细氢氧化镁,可以像纳米级氢氧化镁阻燃剂发展。 3.表面活性处理技术:针对不同的材料选择合适的表面活性剂及最佳用量,提高氢氧化镁阻燃基于高分子聚合物的相容性。 4.协同复合技术:积极开展复合阻燃剂的研究,选择合适的阻燃剂与氢氧化镁阻燃剂相配合,有效地提高体系的阻燃剂性能,解决氢氧化镁高添加量所带来的聚合物力学性能大幅度下降的问题。