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纳米级氢氧化镁(VK-MHT01)作为阻燃剂,优势在哪里?

jingruicd
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楼主 发表于:2020-10-26 16:35:55
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1. 阻燃剂的分类

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。无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等,其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大,并产生H2O可起到隔绝空气作用,其分解后氧化物又是耐高温物质,故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用,而且可以起到填充作用,它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。

2.氢氧化镁的阻燃机理

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,是种新兴的环保型无机阻燃剂。氢氧化镁阻燃剂通过受热分解时释放出结合水,吸收大量的潜热,来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度,具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。

3.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,受热分解为氧化镁和水,加热到340时开始分解,430时分解速度最快,到490时完全分解。氢氧化镁晶体属于2价金属水合物族,晶体结构是层状的C d I 2型,形成连续的六边形,Mg2+层和O H-层互相重叠,每个镁离子被6个氢氧根离子配合从而形成Mg(OH)6八面体。标准状态下:Mg(OH)2(s)Mg0(s)+H2O(g)△H=81.02kJ /moI同样作为无机阻燃剂,氢氧化镁具有很多优点:1氢氧化镁分解温度340~ 490,能使得被填加的材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。而且氢氧化镁的分解能大、热容高,能够吸入更多的热量,阻燃效果更好。(2)氢氧化镁的粒度小,对材料加工设备磨损小,有利于延长设备的使用寿命。(3)氢氧化镁的减烟效果好,能中和聚合物燃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,同时还有镁矿如菱镁矿、白云石和水镁石等。

 

2. 纳米级氢氧化镁(VK-MHT01)的优势

应用研究表明,当加入的氢氧化物粒径减小到1um时,其阻燃聚合物体系的氧指数显著提高。不少文献报道随着粒径的减小,无机粒子对聚合物材料有增强城韧的作用。因此,超细化成为氢氧化镁阻燃剂的一个重要发展方向。在材料学里面,人们将超细微粒子称谓纳米粒子,是一种介于固体和分子间的亚稳中间态物质。纳米氢氧化镁VK-MHT01)是指颗粒粒度介于1-100 nm的氢氧化镁。作为一种纳米材料,它具有纳米材料所具有的共同特点,即小尺寸效应,量子尺寸效应,表面效应,宏观量子效应等,用它填充于复合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力学性能和其他性能。研究表明,采用纳米Mg(OH)2的塑料阻燃性能优于普通Mg(OH)2填充的塑料,具有更好的机械加工性、与含磷和卤素的有机阻燃剂相比,纳米氢氧化镁VK-MHT01)无毒,无味,且具有阻燃,填充,抑烟三重功能,是开发阻燃聚合物的理想添加剂,已受到人们的广泛关注。

 

研究人员研究了纳米氢氧化镁VK-MHT01)与微米氧化镁填充聚丙烯((PP)体系的阻燃性能、流动性能和.力学性能。实验结果表明添加相同质量分数Mg(OH)2时,纳米Mg(OH)2填充体系的阻燃性能要好于微米Mg(OH)2填充体系,并在填充量为60%时达到v-o级标准,且发烟量少,流动性和力学性能也要好于微米Mg(OH)2填充体系。


5.纳米氢氧化镁VK-MHT01)阻燃剂环保发展方向

随着高分子材料的发展,高分子材料的易燃性日益受到了人们的重视,对阻燃剂的需求量也随之增加。然而,随着人们对环境等因素提出了更加严格的要求,阻燃的无卤化、高效性、抑烟性、无毒成为未来的发展趋势。

纳米氢氧化镁VK-MHT01)是阻燃性能好的高效无卤阻燃剂,火灾后不会产生二次污染,具有抑烟性强、无毒、无腐蚀、不挥发、不析出、安全等特点,已经被公认是环保型阻燃剂,正因为氢氧化镁的安全、环保特性,在塑料、电缆、橡胶等行业得到广泛的应用。我国拥有丰富的含镁矿物、富镁废弃物资源,因此纳米氢氧化镁VK-MHT01)阻燃填料的前景是十分广阔的。