我国的阻燃技术目前基本上与国外先进国家处在同一水平线上,各种阻燃制品的难燃要求也是参照发达国家的同类标准制订出来的。但由于我国目前还没有一部较为完整的阻燃法律规范,使得我国阻燃制品的生产总量及其使用仍远远落后于发达国家。如美国在上世纪九十年代末期,阻燃塑料制品占其塑料总使用量的40%左右,而与此同时我国连1%的阻燃制品都达不到。

目前,我国在高聚物(各种塑料包括工程塑料)的阻燃中,主要是以用量少、阻燃效率高且适应性广的添加型溴系阻燃剂为主。尽管溴系中多溴二苯醚(PBDPO)在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并 烷(PBDD)和多溴代苯并呋喃(PBDF)的危险已被排除。但卤素阻燃剂在燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体,可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其它器官造成危害的严重缺点。因此,研制无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂,一直是人们追求的目标。本文就无卤、低烟、低毒的无机阻燃剂——氢氧化镁的发展现状进行分析讨论。

无机阻燃剂主要有氢氧化镁、氢氧化铝、锑系阻燃剂、无机磷系阻燃剂以及硼酸锌等。氢氧化铝和氢氧化镁是无机阻燃剂中产量最大的阻燃剂,尤其当某些领域内提倡无卤阻燃时,它们往往会成为第一选择。

为克服ATH对某些塑料物理机械性能带来的不利影响,氢氧化镁是一种ATH的代用品。氢氧化镁的分子式为Mg(OH)2,氢氧化镁与氢氧化铝的作用机理是极其类似的,但氢氧化镁的热分解温度比氢氧化铝的热分解温度高60℃,吸热量约高17%。因此,它的加工稳定性、难燃性均优于氢氧化铝。对于加工温度较高的高聚物,采用氢氧化镁更为相宜。如在PVC和橡胶中,以氢氧化镁取代30%～50%的ATH,可改善材料的氧指数和抑烟性。

由于无机阻燃剂总体添加量较大,与树脂的相容性较差,对材料的理化性能影响较大,为克服这一缺点,国内外努力向超细化、表面处理、协同增效复合体系方面进行技术开发。特别是对于氢氧化镁表面处理工艺的研究正方兴未艾,经表面处理的氢氧化镁在阻燃塑料,特别是阻燃工程塑料中的应用也日益广泛。有关各种新型氢氧化镁阻燃剂的表面处理剂,表面处理工艺,阻燃机理,含氢氧化镁塑料的加工工艺及性能等均有报道,表面处理和应用的论文、专利和专著很多。

氢氧化镁的表面处理方法主要有湿法和干法两种。有些改性剂耐水性差,只能在惰性溶剂中稀释使用,一般采用干法处理。即将改性剂溶于适量的惰性溶剂中,喷淋于氢氧化镁表面上,搅拌捏合,以保证改性剂均匀地分散在氢氧化镁表面;有些改性剂在水中稳定性好,一般采用湿法,即把氢氧化镁和改性剂以及水依照一定的次序加入反应器中,充分搅拌,完毕后,过滤,洗涤,干燥,得到改性后的氢氧化镁。

近几年,我国有关领域在这一方面也进行了研究。有人提出用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对氢氧化镁进行表面处理。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,适合用来处理纤维状或其它纵横比较大的填料。而钛酸酯偶联剂能赋予聚合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有较高的强度和韧性,其中对改善抗冲击性能较为显著。

聚合物材料容易燃烧,燃烧中伴随产生大量烟雾并有刺激毒害气体产生。这些腐蚀性气体和浓烟不仅危及到生命安全,而且还严重腐蚀设备和建筑物,同时给消防工作造成困难,因此促使人们开发高效、低毒、低烟的新型阻燃材料。氢氧化镁具有提高阻燃作用和消烟能力,且无一次性公害污染、无毒害、无腐蚀、价格低廉,在全部阻燃剂中占有重要的地位。特别是近年来对氢氧化镁阻燃剂又开展了(1)粒径超细化;(2)表面处理;(3)少尘或无尘;(4)微胶囊化的研究,进一步提高了氢氧化镁的使用性能。随着阻燃法规的完善、生产厂商进一步改进制造设备及优化过程控制,氢氧化镁将具有广阔的应用前景。

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