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关于氢氧化镁阻燃聚合物研究进展

发布日期:2014-12-09   浏览次数:919



氢氧化镁(Mg(OH)2)是一种无机阻燃剂,在生产、使用和废弃过程中均不含有害物质,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。美国、日本、西欧等发达国家和地区都建立了万吨以上规模的Mg(OH)2阻燃剂生产工厂,而雅宝等全球主要的阻燃剂公司也在不断扩大这种阻燃剂的生产。



阻燃型Mg(OH)2的合成方法有沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法。其中水热处理是重要的环节,通过水热处理可以使Mg(OH)2的晶型更为规整,晶粒的极性面变小,非极性面变大,有利于Mg(OH)2在高分子材料中的分散。但水热法制备Mg(OH)2耗能高、反应时间长,水热溶剂、水热温度、不同温度下加料次序等因素对阻燃型Mg(OH)2的形态、尺寸和团聚具有不同的影响。  



  采用气泡液膜法可在常温条件下,较短时间里通过连续化生产制备疏松型纳米Mg(OH)2,并可以在生产过程中完成对Mg(OH)2的包覆。该方法可以极大地强化传质、传热,能耗低,成本优势明显;制备的Mg(OH)2产物的粒度、形貌和均匀性可控,理化性能优势明显;原位包覆和纳米粒子表面的气相界面可抑制团聚,在洗涤、干燥、二次分散以及后加工中优势明显。 



硼酸锌与Mg(OH)2Al(OH)3具有很好的协同阻燃效果。KimPE/Mg(OH)2复合物中加入硼酸锌和滑石粉,提高了阻燃材料的热稳定性和抑烟效果。该体系的协同阻燃效应是在燃烧的时候形成了一层无机陶瓷状的坚硬密实的炭化层,对热量传递起到阻隔作用,从而提高了阻燃性能和发烟浓度。



不同种类的硅添加剂对Mg(OH)2/EVA的阻燃和力学性能的影响不同。研究表明,有机硅改性蒙脱土和硅橡胶协同Mg(OH)2不仅使复合阻燃物的水平燃烧达到FH-1级别、垂直燃烧达到FV-1,而且降低了热释放速率,延长了点火时间。其中SiO2协同Mg(OH)2阻燃的点火时间最长,硅橡胶协同Mg(OH)2阻燃则具有较好的阻燃性能和力学性能。  



  PP和氯化聚乙烯复合体系中加入经硅烷改性的纳米Mg(OH)2,结果显示,可有效地提高材料的阻燃性能,并减少燃烧产生的烟雾。采用Mg(OH)2复配聚氨丙基苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)PA6有协同阻燃效果。



卤系阻燃剂具有很好的阻燃性能,但存在燃烧时发烟量大的缺点。采用十溴联苯醚、三氧化二锑与Mg(OH)2复配阻燃HDPE制备低烟电缆料,结果表明,复配阻燃剂降低了HDPE的热释放速率和烟释放速率,并且复配体系比单纯Mg(OH)2体系有更好的阻燃效果,能较好地保持材料的力学性能和流动性能。



改善无机填料和聚合物基体之间界面相容性的方法主要有:对无机粒子的表面进行有机包覆;添加硅烷类、钛酸酯类等偶联剂;加入聚合物的接枝物作为界面改性剂;加入硬脂酸盐等表面活性剂。 利用聚苯乙烯(PS)包覆Mg(OH)2,与未经改性的Mg(OH)2相比,PS包覆的Mg(OH)2在体系中的分散性及与高抗冲PS的界面相容性提高,复合材料的流变性、阻燃性都得到了明显的改善。



Mg(OH)2具有无毒、抑烟、防滴落等优点,作为无卤环保阻燃剂具有广阔的应用前景,但Mg(OH)2作为阻燃剂存在阻燃效率低、需要高填充量、易团聚、影响基体的力学性能等不足。因此,阻燃型Mg(OH)2的研究过程中应注意:①Mg(OH)2的超细化,晶体形貌的控制和表面改性,提高和基材的相容性,提高阻燃效率,同时要求能改善基材的加工性能和力学性能;②Mg(OH)2的高效协同阻燃剂的开发以及复配技术的研究,使复合阻燃剂兼有高效、低烟、无毒功能;③简化生产工艺,降低生产成本。




文章来自:http://www.velchem.cn/

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