卤水制备氢氧化镁及其表面改性(3)
1.2 无机阻燃剂
传统无机金属氢氧化物阻燃剂主要为氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)。这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点，当加入到聚合物中，兼具填充、阻燃和抑烟三重功能,是重要的无卤阻燃剂。
1.3 氢氧化镁阻燃剂
1.3.1 物理特性
氢氧化镁Mg(OH)2为白色晶体或无定形粉末，难溶于水(18℃时的溶解度为0.0009g/100ml)，也不溶于碱性溶液，易溶于稀酸和钱盐溶液，易吸收空气中的二氧化碳，在碱性溶液中加热到200℃以上时变成吹冰方晶体结晶。氢氧化镁约在340e开始发生分解反应，在430℃时分解速度最高，490℃时分解结束，整个分解过程中不产生腐蚀性气体，分解吸热量为0.77kJ/g(44.8kJ/mol)。氢氧化镁系吹冰方晶系或无定形的片状晶体,属于2价金属水合族物，晶体结构是层状CdI2型，形成连续的吹冰边形，Mg2+层和OH-层相互重叠,每个镁离子被6个氢氧根离子配合从而形成Mg(0H)6八面体。
1.3.2 阻燃机理
Mg(OH)2是添加型无机阻燃剂，其阻燃机理大致为：在燃烧过程中Mg(OH)2的主要反应式为[2]：
Mg(OH)2→MgO+H2O↑
添加了Mg(OH)2阻燃剂的聚合物在受热分解时释放出水分，同时吸收大量潜热，降低了材料表面的实际火焰温度，使聚合物降解速度减慢，减少可燃气体的产生；分解过程中释放出的大量水蒸气使聚合物表面氧气和可燃气体的浓度降低，燃烧难以进行；有利于形成表面炭化层，阻止氧气和热量的进入；分解生成的MgO是良好的耐火材料，隔绝空气阻止燃烧。由于Mg(OH)2受热分解能使燃烧三要素即温度、氧气和可燃物同时得到缓解，从而起到了很好的阻燃作用。Mg(OH)2的阻燃作用主要发生在固体降解区，即减少可燃物的产生，减少烟雾的生成，但对预燃区和燃烧区的作用很小，因此可燃物质的完全燃烧受其影响不大。另外，最外层燃烧产物区有冲淡和吸收一部分烟雾的作用，故Mg(OH)2的消烟作用是十分明显的。氢氧化镁阻燃剂具有特殊的层状结构及组成，具有优异的触变性、低表面能，外观为白色粉体，无机械杂质，具有阻燃、消烟、防滴、填充等多重功能，可用于塑料、橡胶、树脂及薄膜等领域。
1.3.3氢氧化镁阻燃剂的优点
氢氧化镁作为阻燃剂具有以下优点：
（1）同时起阻燃和填充作用
（2）不含卤素，是非卤型阻燃剂；
（3）可适用于加工温度较高的树脂；
（4）本身无毒无，不产生二次污染；
（5）不挥发，不被水影响；
（6）价廉[3]。
•普通氢氧化镁多数为吹冰方晶型或无定形颗粒,比表面积大，因而氢氧化镁晶粒间有很强的凝聚成团性，晶粒趋向二次凝聚，在聚合物基体中分散很差[4]。
有研究发现,能作为阻燃剂的氢氧化镁必须是晶化良好、长径比大于20的纤文状晶须或片状结晶。国内外的许多研究机构对改变Mg(OH)2：晶型制取特殊形貌的结晶做了大量和系统的研究工作。另外一方面则集中于Mg(OH)2：的表面改性,开发不同表面性质的Mg(OH)2阻燃剂产品，适应不同加工领域的需求。
1.4 氢氧化镁阻燃剂的国内外发展概况
1997年6月在巴塞罗那召开的“欧洲工业矿物和市场”和同年9月在曼彻斯特召开的“欧洲聚合物用填料”国际会议上[5]，氢氧化镁阻燃剂引起人们的广泛关注。
由于氢氧化镁具有许多优异特点，近10多年国内外关于氢氧化镁的基础研究与应用研究十分活跃,目前国外有近10个国家的20多家企业生产20多个品种，总年生产能力约为170kt。许多国家目前仍在建设或计划建设氢氧化镁生产新装置。全球氢氧化镁生产主要集中在日本、美国、西欧等国。日本、美国基本上使用海水、苦卤、地下卤水为原料，仅有较小分额从菱镁矿、轻烧氧化镁和水镁石制取；西欧国家海水卤水和矿石路线都有。其他国家根据各自的资源也不同规模地规划发展氢氧化镁生产。