阻燃剂氢氧化镁的国内研究进展.pdf

塑料助剂
2012年第6期(总第96期)
阻燃剂氢氧化镁的国内研究进展
崔瑞敕
河南理工大学材料科学与工程学院,焦作,454000)
摘要综述了氢氧化镁的改性方法及其在高分子聚合物材料阻燃中的应用的国内研究进展,介绍
了氢氧化镁与其他阻燃剂在阻燃高分子聚合物一同应用时的协同效应
关键词氢氧化镁阻燃剂高分子聚合物改性协同效应综述
doi:10.3969/jisn.1672-6294.2012.06.005
Research Development of Flame Retardant Mg(OHD)2 in China
Cui Ruimin
(School of Material Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, 454000
Abstract: The modification methods of magnisum hydroxide(MH and its application in polymer materi
als as flame retardants were reviewed. The synergism of MH and other flame retardants when used in polymer
together were also introduced
Keywords: review magnisum hydroxide; flame retardant; polymer; modification; synergism; summary
氢氧化镁(MH)是一种新型无公害无机添加型些阻燃法规,给阻燃市场提供了巨大推动力同。目
阻燃剂,具有抑烟、不挥发、不析出、不产生有毒气前美国已经发展成为MH阻燃剂产量最大、品种
体、吸热量大、阻燃效果持久和能有效促进基材成最多的国家,并且随着美国在这一领域应用开发
炭作用等优点,且不腐蚀加工设备、价格便宜,特的不断拓展,其MH阻燃剂制品的生产已经基本
别适合于加工温度较高的聚合物,是高分子材料中实现了系列化。在日本MH的生产和应用至少有
非常重要的无机阻燃填料。符合近年来对阻燃30多年的历史,据不完全统计,目前日本MH年总
剂的无卤化,高效,低毒,抑烟化,复合化和环境友消耗量已超过500kt。日本有许多公司,如日立、
好的要求。MH分解温度高(340),能与多种成分松下、旭化成等都在竞相开发MH阻燃剂,作为填
复配,而且具有抗酸性,能中和燃烧过程中产生的充树脂的新型复合阻燃材料。欧洲也是研发、应用
酸性与腐蚀性气体,是一种环境友好型的绿色阻MH阻燃剂比较活跃的地区。这一地区有丰富的菱
燃剂。目前,市场需求量大,发展前景较好B。
镁矿、白云石、斜方云石和水菱镁石资源,又有取
之不尽的海水资源,因此是生产氧化镁和镁盐比
MH阻燃剂的发展现状
较集中的地区?。
1.1国外的发展状况
1.2国内的发展状况
阻燃剂的工业化和应用,始于20世纪60年
在国内应用MH作为阻燃剂起步较晚,认识
代的美国。此后的若干年里,阻燃剂的用量持绫增水平和宣传力度不够,很多年化工行业例如橡塑
长,主要原因是在这一时期内美国相继烦布了一行业尚未普遍应用,而销售价格也是一个制约因
素。对国外MH阻燃剂具有较高年增长率(8%~
收稿日期:2012-05-07
12%)的日本,美国及西欧国家规划发展MH作为
第6期
崔瑞敏.阻燃剂氢氧化镁的国内研究进展
21
阻燃剂进程以及应用现状分析,对我国这个拥有M玨阻燃材料的垂直燃烧级别仅为V-1级。
年产8000kt高聚物产品的生产大国来说,MH阻
李俊等叫研究了自制的低成本纳米MH与市
燃剂的发展前景是乐观的。
售普通微米MH填充PP塑料的阻燃性能。从LOl
我国海水制盐的副产物氯化镁以及陕西、河测试结果可以得出结论,同等填充量下,PP/纳米
南、四川及辽东地区所发现的水镁矿等,均为MHMH塑料比P微米MH塑料具有更好的阻燃性。
的制取提供了丰富的原料。国内MH主要生产厂垂直燃烧測试结果也表明,添加纳米MH的PP塑
家有:山东胶州古河镁盐厂、上海振泰化工厂、河料达到UL94标准的V-1级,而添加普通微米MH
北武邑县阻燃剂厂、江苏南化集团连云港碱厂、山的P塑料达不到此阻燃标准。
东海化集团等?。我国杭州化工研究所、江苏海水
陈树柏等采用气泡液膜法制备了疏松型纳
综合利用研究所、兰州化学工业公司研究院、大连米氢氧化镁(LN-MHD。将其和普通微米MH(2.6
理工大学及新疆工学院等有关单位相继对其制造m)分別加入线性低密度聚乙烯( LLDPE中制得复
工艺和应用进行了研究,并分别研制出了一些特合材料。结果表明,当阻燃剂的添加量为40%时,
殊晶形的、比表面积小的MH阻燃剂,应用范围广IN-MH/ LLDPE复合材料的LO7为24.5%,而此时
泛,具有较好的经济效益
添加普通微米MH体系的LOI仅为20.9%;LN
2MI阻燃剂的改性研究
MH/LLDPE复合材料的最大热释放速率(pk
HRR)、平均热释放速率(av-HRR)、平均质量损失
为了提高MH阻燃剂的性能,扩大其应用范速率(avーMLR)、点燃时间分别是普通微米MH对
围,国内对其进行了大量的改性研究工作,主要的应值的64.9%,60.6%、64.4%、107%,因此,LN-MH
分为下面几个方法。
对 LLDPE有更好的阻燃效果
2.1超细化法
陈一等圆研究了MH粒径大小的不同对高密
MH的超细化是将MH粉体粉碎,采取适宜的度聚乙烯(HDPE)阻燃性能的影响。实验结果表
手段使颗粒粒径尽量缩小,甚至达到纳米级,增加明,当MH的添加量相同时,纳米MH体系的LOl
阻燃剂与聚合物基体之间的接触面积,增强MH高于徴米级MH体系的LO,当MH的添加量都为
与聚合物亲和性,改善二者相容性,达到减小用量60%时,HDPE/纳米MH复合材料的垂直燃烧等级
和提高阻燃效率的目的。MH超细化后,对设备磨可达FV-2级,但HDPE/徽米MH复合材料达不到
损小,可广泛用于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯此标准。
乙烯(PVC)、高抗冲聚苯乙烯等MH粉体经过超细
严满清等叫制备了无卤阻燃型PP/纳米MH
化后,表面积増加,粒径变小,粒子表面的反应活复合材料,并与PP/微米MH复合材料进行比较。
性也随之相应地増加,从而使得其在基质中分散发現当添加量大于30%之后纳米MH的阻燃效果
得更加均匀,同时也提高其与聚合物之间的亲合明湿优于微米MH,纳米体系的LOI比微米体系大
力。较小的粒径可以提高MH的阻燃效果,在相同2%。
基材中添加等量的MH,其粒径越小,颗粒的数目
以上实验表明:MH的粒径越小对PE的阻燃
就会越多,分布密度越大,因此它的累加阻燃辐射性能越高。但是孙建忠等分别以5um的MH和
区就会越大,阻燃效果就会越好。
普通MH为阻燃剂,加入到茂金属聚乙烯(mPE)基
王福强等选择2种不同粒径的MH和红磷体中,通过开炼共混、模压成型对mPE进行阻燃
作为PP的阻燃剂,研究了MH粒径对PP阻燃性改性来研究MH的粒径大小与阻燃性能之间的关
能的影响。实验表明:在提高复合材料的阻燃性方系。却得出不同的结论:MH的粒径大小几乎与材
面,小粒径阻燃剂比大粒径阻燃剂表现更明显,