如今氢氧化镁作为新式无机阻燃剂被广泛应用
发布时间：07-23
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,受热分化为氧化镁和水,加热到340℃时开端分化,430℃时分化速度最快,到490℃时完全分化。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-层互相堆叠,每个镁离子被6个氢氧根离子合作然后形成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长处:①氢氧化铝热分化温度为245～320℃,与氢氧化镁分化温度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。氢氧化铝由于分化温度较低,其中部分结晶水在资料加工时已经分化,易使制品多泡、多孔,自身的阻燃作用也下降。而氢氧化镁能使得被填加的资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。而且氢氧化镁的分化能比氢氧化铝大、热容高,能够吸入更多的热量,阻燃作用更好[2]。②氢氧化镁的粒度比氢氧化铝小,对资料加工设备磨损小,有利于延伸设备的使用寿命。③氢氧化镁的减烟作用比氢氧化铝好,能中和聚合物焚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,一起还有镁矿如菱镁矿、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,受热分化释放出水气,一起吸收了大量的热量,可以下降资料外表的温度,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削减。释放出来的水气稀释了外表的氧气,使焚烧难以进行。氢氧化镁在资料外表形成炭化层,阻止氧气和热量的进入,而且氢氧化镁分化生成的氧化镁是高级耐火资料,所以当焚烧源消失,火就自动停止,起到阻燃的作用。由于氢氧化镁阻燃作用主要发生在聚合物降解区,削减可燃物的产生,而对预燃区作用很少,可燃物的完全焚烧影响很小,产生的烟雾也削减,而且氢氧化镁可以冲淡和吸收烟雾,所以氢氧化镁具有减烟作用[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,比外表积大,晶粒简单2次聚集,极性很强,填充在树脂、塑料等中时分散性欠好,而且简单使得资料机械强度显着下降,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,有必要经过特殊处理和外表改性,具备特定的晶形。一般要求:①晶形为纤维形,这样能够增加资料的延伸率和挠曲强度。②纯度有必要高,纯度越高,阻燃作用越好。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资料中时,各方面性能包括阻燃作用、消烟和机械性能都比微米氢氧化镁优胜。④外表极性低,普通氢氧化镁正是由于外表极性高、微观内应力大,作为阻燃剂填充到资料中时影响了资料的机械性能。当外表极性低时,颗粒积累成团性下降,在资料中分散性和相容性增加,对资料机械性能影响削减[4]。所以要用适当的外表活性剂及用量进行外表处理,来提高与高分子聚合物的相容性。⑤比外表积小于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资料比较好的相容。
3.2 氢氧化镁的外表改性氢氧化镁的外表处理可以用外表活性剂和氢氧化镁颗粒外表起化学反响,另外也可用外表活性剂对氢氧化镁颗粒外表包覆。两者均是改变颗粒外表状态,使得颗粒产生新的性能,和资料相容性更好,防止下降资料机械性能[5、6]。常用的氢氧化镁外表改性剂是偶联剂、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)用石灰石和卤水反响生产氢氧化镁;(2)用氢氧化钠和卤水、卤块反响制氢氧化镁;(3)使用煅烧过的菱镁矿、白云石和卤水、卤块反响生产氢氧化镁;(4)使用ＭｇＯ水合生成氢氧化镁,这儿的ＭｇＯ有必要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外表改性剂混合研磨,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,下降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作用更好。(3)选择合适的外表改性剂和用量,提高氢氧化镁在资料的分散性、相容性。(4)研发新的复合阻燃剂。
5、氢氧化镁的其它用处
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范畴。近来有日本科学家报道,使用ＭｇＯ/Ｍｇ(ＯＨ)2体系反复进行水合及水解反响来制造热泵,可以在能量过剩的情况下把能量贮存起来,然后在能量需求的顶峰供给能量,把热泵与发动机联用,取得了不错的作用
