国外氢氧化镁阻燃剂的使用现状
在国外所消耗的无机矿物型阻燃剂中, 氢氧化铝居首位, 氢氧化镁居第二。但由于氢氧化镁分解温度比氢氧化铝高出110~ 140 , 因此更适合高温热塑性塑料加工。
美国是目前世界上氢氧化镁产量最大、品种最多的国家, 用于不同用途的氢氧化镁达 14 种, 作阻燃剂 用 的有 10 个 品 种。1996 年美 国 产 量 为39. 5 万 t , 1997 年产量为 30. 7 万 t , 由 6 家主要公司的9 个厂家生产。
其中作为阻燃剂用的氢氧化镁用量为 1. 5 万~ 2. 0 万 t。近几年来, 氢氧化镁阻燃剂的年增加率为 8%, 目前仍维持这一水平, 到2005 年年增长率可能会达到 10% ~ 20% 。如果卤素类阻燃剂受到限制, 其增长率将会更高。
日本氢氧化镁的生产和应用至少有 20 多年的历史, 其在 1996 年的生产能力 46 万 t, 其中阻燃剂级氢氧化镁不少于 1. 4 万 t。据不完全统计, 目前日本氢氧化镁生产能力达到 50 万 t, 其中用于阻燃剂氢氧化镁超过 2. 4 万 t。其大部分生产厂家均从海水、卤水制取, 是典型的盐化工生产路线。同时, 一些公司也把注意力放在水镁石的综合利用上。
中国氢氧化镁阻燃剂的使用现状
中国生产氢氧化镁资源种类和来源具有相当优势。从 20 世纪 80年代后期开始进行氢氧化镁开发研究, 但生产厂家只有 5~ 7 家, 最大规模为1 000 t / a, 1998 年不同规格氢氧化镁生产能力估计为1. 0 万~ 1. 2 万 t/ a。同时, 生产的氢氧化镁绝大部分为质次低价的产品, 纯度低于 96%, 且粒度分布很宽, 致使产品的应用面受限制, 生产高纯度微细产品的厂家报道不多。到 1999 年, 氢氧化镁阻燃剂生产能力为 1. 3 万 t, 分别由山东胶州古河镁盐厂、山东海化集团、上海振泰化工厂、连云港碱厂和河北武邑化工厂生产, 其主要生产技术为合成法, 但能作为阻燃剂的产品很少。
磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂，面上大多数产品为自色片状结晶，改产品为自色结晶性粉末，也更用于溶解于有机溶剂，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香气味，微有潮解性，不易燃烧。熔点约50℃，受热时快速熔化成箍状，润精效果极佳，常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂，如酚醛树脂，环氧树酯等。
近年来, 不少研究者根据中国资源情况, 提出了以水镁石作为原料, 经处理后作为阻燃剂的研究, 并取得了一定的进展。如: 张斌对水镁石经超细粉碎后, 经钛酸酯、硬酯酸钠等偶联剂和表面活性剂处理,应用于 PP 材料中, 取得良好的复合和阻燃性能; 李洪庆等利用水镁石为原料, 经过油酸钠表面处理, 作为 LDPE 的阻燃材料, 具有明显的消烟和阻燃作用; 安悦等利用水镁石填充聚丙烯阻燃性能的研究, 结果表明, 当填充量达到 40 份时, 可作阻燃材料, 并具有良好消烟性能, 达到 60 份时可作难燃材料使用。
氢氧化镁阻燃剂的使用现状之生产中仍存在的问题：当前, 氢氧化镁阻燃剂生产过程中主要有两大难题需要解决: 一是形貌控制, 普通的沉淀氢氧化镁制造比较容易, 但作为阻燃用氢氧化镁的粒子应为纤维状或片状, 需特殊制备才能满足后续生产的需求; 二是过滤性能, 氢氧化镁沉淀颗粒细, 粘性大, 给洗涤、分离操作带来很大困难。
因此, 对现有生产工艺改进, 成为当前比较迫切的问题。其中需要解决的问题有以下几点: 1) 研究生产过程中有关阴离子及沉淀对产物性能的影响。通过工艺改进, 提高氢氧化镁产品的形态和性能, 生产出不同物性指标的产品, 使其比表面积大大减小, 粒子之间不易聚集,在非极性树脂中的分散性和相容性得以改进。2) 新的制备工艺的研究。通过研究, 改进现有制备工艺,探索新的制备工艺, 制备出针状或纤维状氢氧化镁,提高材料的扭曲强度和延伸率。3) 氢氧化镁表面改性研究。由于氢氧化镁阻燃剂的缺点是在树脂中分散性、相容性差, 从而影响树脂的物理性能和加工性能。
其解决办法是减小粒径或对粒子进行表面改性。超细级的氢氧化镁可以均匀地分散到树脂中,这样使高填充量的氢氧化镁不至于严重影响树脂的冲击强度等物理性能; 目前减小粒径方法多使用气流粉碎方法, 粉碎后产品粒径一般在 1~ 2 m 之间, 可用作阻燃剂。表面改性是用不饱和或饱和高级脂肪酸盐、有机硅偶联剂等处理粒子表面来增强氢氧化镁与树脂的亲合性, 提高其加工性能。
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