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氢氧化镁阻燃剂
简介
氢氧化镁简称MH,分子式Mg(OH)2,,。-。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。
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;
表面改性
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。
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。
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