氢氧化镁表面改性处理
氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展
氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展作者：刘家伟王容李盈颖郑冉宋健健赵丽来源：《科技创新与应用》2017年第15期摘要：介绍了氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理，阐述了近年来氢氧化镁阻燃剂的表面改性进展，展望了氢氧化镁阻燃剂的研究方向。
关键词：氢氧化镁；阻燃剂；表面改性卤系阻燃剂虽然具有较好的有机聚合物材料阻燃性能，但材料一经燃烧产生大量的有毒气体，严重危害身体健康，加之北美西欧等国家已经取缔卤系阻燃剂的使用，发展新型有效的无卤阻燃剂成为研究的热点。
新型无机阻燃剂氢氧化镁用于材料的阻燃不产生有毒物质，具有安全环保的特点，在高分子材料中应用广泛。
本文对氢氧化镁阻燃剂的特点进行了论述，重点对其改性研究进行了阐述。
1 氢氧化镁阻燃剂特点氢氧化镁是白色粉末状的六角形或无定性的片状结晶，其密度为2.39g/cm3，难溶于水，18℃时的溶解度为9*10-3g/L。
Mg（OH）2的起始热分解温度比Al（OH）3要高，接近300℃。
其最大分解峰温比Al（OH）3高约100℃，约400℃[1，2]。
氢氧化镁阻燃性能来源于其特殊的热分解性能。
氢氧化镁受热分解为氧化镁和水蒸气。
总结其阻燃机理和特点如下[3，4]：（1）氢氧化镁热分解产生的水蒸气可有效稀释氧气浓度，阻碍燃烧；（2）氢氧化镁的热容大，热分解过程中可有效降低高分子基材所吸收的热能，使高分子基材的热分解有所延缓；（3）氢氧化镁形成的表面炭化层可以延缓燃烧，并能够抑制分解气体的燃烧；（4）氢氧化镁分解吸收大量的热量，降低被阻燃材料的温度，可有效延缓高聚物分解速度；（5）氢氧化镁热分解产生的氧化镁本身就是优良的耐火材料，覆盖于高分子基材表面能够隔绝空气使燃烧受阻；（6）氢氧化镁用作阻燃剂时添加量较大才能提高高聚物的难燃性。
虽然氢氧化镁因其独特的热分解特性赋予其阻燃和抑烟的特性，但氢氧化镁用于高分子基材的阻燃仍受到一定的限制。
首先，氢氧化镁具有较高的表面能，未经改性的氢氧化镁易于团聚，分散性能差。
ATH和MH对木塑表面防火涂层性能的影响
和 力欠 佳 ，与 聚合 物 的界 面易产 生空 隙 ，直 接填 充可
能 会影 响木塑 复合 材料 的物 理力 学性 能 。 因此 ，本文 采用 表 面涂层 的方法 对木 塑 复合 材料 进行 阻燃 ，并 采
用偶 联 剂对 Ａ Ｈ 和 ＭＨ 进 行 表 面处 理 ，研 究 了 Ａ Ｈ Ｔ Ｔ
份 ，加完 后再 高速搅 拌 ３ ｒ ｎ左右 。 ｉ ａ
观分散 状态及 燃烧 后残 留物不 同部分 的微 观形 态 。
１４ ３ 红外 （ Ｔ Ｉ ．． Ｆ。 Ｒ）分 析
采 用 Ｎ ｃｌｔＳ ０傅 立 叶变 换 红外 光 谱 仪 ，结 合 ｉ ｅ ｉ１ ｏ Ｓ ａｔＴ ｍ ｒ ｉＲ金刚 石 附 件作 有 衰减 全 反 射 ，得 到 涂 层 和 燃 烧后 残 留物 的光谱 。
ｉ ｄ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉｈ ｕ ｃ ａｅ ｅ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｏ ａ ｅ ｔ ｎ ｏ ｔｄ ＡＴＨ ｎ ａ ｄ ＭＨ ， ＡＴ ａ ｄ ＭＨ ｕ ａ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ａ ｍ— Ｈ ｎ ｓ ｒ ｃ ｄｆ ｄ ｃ ｎ ｉ ｆ ｉ ｐｒｖ ｈ ｒ ｅ ｉｔ ｎ ｅ Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅ ａ ｕ ｔｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｆ ｅ ｒ ｓｓａ ｃ ． ｉ ｅ ｈ ｍｏ ｎ ｆＡＴＨ ｒ ａｅ ｙ ｔ ａ ａｅ ｃ ｕｐ ｉｇ ｗａ ２ ｔｅ ｔ ｄ ｂ ｉ ｎ ｔ ｏ ｌ ｓ １ ０％ ， ｔ ｅ ｆ ｅ ｒ ｔｒ ｎ ｔ ｎ ｈ ｒ ｅ ａｄａ ｔ ｉ ｃ ａｉ ｇ ａ ｈ ｓ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｏ ｔｎ ｓｈ ｄ ｔ ｅ ｂｅ ｔｐ ｒ ｒ ｎ ｅ． ５ ｆ ０％ ｏ ｆＭＨ ｄ ｆ ｄ ｂ ｉａ ｅ ｃ ｕ ｌｎ ｇ ｎ ｓ ｔｅ ｏ ｔ ｍ ｍｏ ｎ ． ｍｏ ｉ ｅ ｙ ｓｌｎ ｏ ｐ ｉ ｇ ａ ｅ ｔｗａ ｈ ｐ ｉ ｉ ｍｕ ａ ｕ ｔ
氢氧化镁的表面改性9.10
contact angle/°
37
stirring rate r/min
6.5 A-1120改性氢氧化镁的表征
（1）红外表征
此图是对在70℃，2h搅拌速度600r/min,A-1120加入量为干氢氧化镁质量分数9% 的条件下得到改性氢氧化镁的红外光谱图。
a b
干法改性 表面化学改 性 湿法改性 在线改性
表面改性方 法 胶囊化改性
常用的表面改性剂主要包括：表面改性剂，有机磷酸酯， 偶联剂，高分子包覆剂
3 硅烷偶联剂湿法改性氢氧化镁的步骤
氢氧化镁粉末 A-1120 氢氧化镁粉末 氢氧化镁粉末 氢氧化氢氧化 镁粉末 A-1120 镁粉
以乙醇为溶剂配置成 10wt%的溶液 以95%乙醇为溶剂配 以乙醇为溶剂配置成 置成 10wt%的溶液
张伟娜 R R
OH
基材
3 形成氢键
R
R
R OH
OH Si O Si O Si O O O H H H H H H O O O
基材
4 形成共价键
张伟娜 几点睡啦、、、、 张伟张伟娜娜张伟娜
R O
R O
R Si O
基材
OH Si O Si O
OH
5 A-151改性氢氧化镁的研究
5.1 改性时间对接触角的影响
随着改性剂的加入接触 角在不断增大，当增加到 9%时达到最大，这时改 性剂的覆盖量达到最大， 如果再加入改性剂有可能 在表面形成物理吸附，可 能会有一部分亲水基朝向 外亲油性就会减小，接触 角就会下降。所以选择加 入量为9%。
contact angle/°
6.3 改性温度对接触角的影响
下图是在改性剂加入量为9%，反应2h，300r/min的条件下以温度为变量研究 了温度对接触角的影响。
阻燃型氢氧化镁表面改性及与PS复合效果研究
关键词 ：Ｓ— （ Ｈ）复合材料 ； 面改性 ； Ｐ Ｍｇ Ｏ 表 氧指数 ； 力学性能 中图分类号 ：Ｑ ３ ． Ｔ １２ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ６— ９０ ２ １ ）２— ０９— ３ １０ ４ ９ （０ １ １ ０ ２ ０
Ｓｕ ｙｏ ｄｆ ａｉｎｏ ｒ－ ｔｒ ａ ｔ ｇ Ｏ ） ａ ｄｃ ｍｐ ｓ ｅｅ ｅｔ ｉ Ｓ ｔｄ ｎ ｍｏ ｉｃ ｔ ｆｆ ｅ ｅａ ｄ ｎ （ Ｈ ， ｎ ｏ ｏｉ ｆ ｃ ｔ Ｐ ｉ ｏ ｉ ｒ Ｍ ｔ ｗ ｈ
ｗａ ｔ ０ ～６ ％ ｏ Ｓ。 ｎ ａ ｗｈ ｌ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ｉ ｏ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ａ ｇ ． ｓａ ％ ４ ０ ｆ Ｐ ａ ｄ ｍｅ ｎ ｉ ｈ ｃ ａ ｉ ａ ｐ ｏ ｅｔ ｓ ｄｄ ｎ ｔｈ ｖ ｎ ｈ ｎ ｅ ｅ ｉ
（ ｓ 中混炼制备无机阻燃型 Ｐ Ｐ） Ｓ—Ｍ （ Ｈ）复合功能材 料。通过 ｘ射 线衍射 （ Ｒ 、 ｇＯ ： Ｘ Ｄ） 红外 光谱 （ Ｔ—Ｉ ） 热分析 Ｆ Ｒ、 （ Ｇ—Ｄ Ｃ 和扫描 电镜 （ Ｅ 等测试手段对氢氧化镁 的表 面改性机理进行综合分 析 ， Ｔ Ｓ） Ｓ Ｍ） 通过 Ｓ Ｍ 以及氧指数 、 Ｅ 拉伸 强度等测试方法对 Ｐ Ｍｇ Ｏ ： Ｓ— （ Ｈ）复合材料的复合效 果及性 能进行测定 。研究结果 表 明： 硬脂 酸对 氢氧化镁 的表 面改性 本质上是 一个 化学 吸附过程 ； 改性后 的氢氧化镁颗粒与 Ｐ 基 体的相容性得到显著改善 ， ｓ 复合材料 的氧指数 （ Ｉ显著提高 。当氢氧化镁添加量为 Ｐ ０） ｓ质量的 ４ ％ ～ ０ ０ ６ ％时 ， Ｉ ０ 达到 ２ ％左右 ， ５ 且材料 的力学性能变化不大。
氢氧化镁的表面改性及在聚丙烯中的应用研究
ｎｓ ｍ ｈ ｄｏｉｅｗ ｓ ５ （ ｔ ） ｔｅｏｙ ｅ ｄ ｘｏ ｏ ｐ ｓｅｍａ ｒ ｓｗ ｓ３ ． ％ ， ｈｌ ｉ ｅｔ ａ ｃｍ ｕｔ ｎ ｅｉ ｙ ｒｘｄ ａ ％ ｗ％ ， ｈ ｘｇｎ ｉ ｅ ｆｃｍ ｏｉ ｔｉ ａ ９ ｕ ６ ｎ ｔ ｅａ ｌ １ ｗ ｉ ｓｖｒｃ ｌ ｏ ｂ ｓ ｏ ｅｔ ｉ ｉ
氢氧化镁 的用 量对 复合 材料阻燃性能和力学性能 的影 响。结果表 明 ， 硅烷偶联剂表 面改性后 的氢氧化镁能更好改善复合材料 的力学 性能， 显著提高聚丙烯 的阻燃性 能 ， 在用量为 ６ ％时 ， ５ 氧指数达到 ３ ． ％ ， １９ 垂直燃烧 特性 可达 Ｕ ４Ｖ一 Ｌ９ ０级 。
关 键词 ： 氢氧化镁； 表面改性； ； 阻燃 聚丙烯
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕｒ ａ ｅ Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆ Ｍ ａ ｎ ｓｕ ｙ ｒ ｘ ｄ ａ ｅ Ｒｅ ａ ｄａ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｆｃ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｅ ｉ ｍ Ｈ ｄ ｏ ｉ ｅ Ｆｌ ｍ ｔ ｒ ｎ ｉ ａ ｔ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｔ ｌ ｐｒ ｐ ｌ ｎｅ ｎｄ ｉｓ Ａｐ ｉ ｔｏ ｏ Ｐｏ ｙ ｏ ｙ ｅ ｃ
ｂ ｔ ｈ ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｒｉｓａ ｄ ｆ ｍｅ ｒ ｔｒ ａ ｃ ｆ Ｐ ｃ ｍｐ ｓｔ ｔ ｒ ｌ ．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅｃ ｎｅ ｔ ｆ ｕ ｆ ｃ ｄ ｆ ｄ ｍａ — ｏｈ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｏ ｅ ｅ ｎ ａ ｅａ ｄ ｎ ｙｏ ｏ ｏ ｉ ｍａｅ ａｓ ｐ ｔ ｌ Ｐ ｅ ｉ ｅ ｏ ｔｎ ｒ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｇ ｈ ｏ ｓ ａ ｉ
２１ ００年 ３ ８卷第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ８期
广 州化 工
・０ １３・
氢 氧 化 镁 的表 面 改性 及 在 聚 丙 烯 中的应 用研 究 冰
氢氧化镁的制备及改性研究
氢氧化镁的制备及改性研究氢氧化镁是一种重要的无机化合物，广泛应用于陶瓷、橡胶、玻璃、医药等领域。
本篇文章将探讨氢氧化镁的制备方法以及改性研究。
1.氢氧化镁的制备方法1.1化学法化学法制备氢氧化镁主要有碳酸镁法、硝酸镁法和氢氧化铵法。
碳酸镁法是最常用的一种制备方法。
首先，将适量的氢氧化钠（NaOH）加入到含有镁离子的溶液中，生成氢氧化镁。
然后，通过沉淀、过滤、干燥等步骤得到氢氧化镁粉末。
硝酸镁法是另一种常见的制备方法。
将适量的硝酸镁（Mg(NO3)2）加入到含有氢氧化钠的溶液中，产生氢氧化镁沉淀。
经过过滤、洗涤、干燥等步骤得到氢氧化镁。
氢氧化铵法是一种较新的制备方法。
将适量的氯化镁（MgCl2）和氨水混合，生成氢氧化镁的沉淀。
通过过滤、洗涤、干燥等步骤得到氢氧化镁粉末。
1.2物理法物理法制备氢氧化镁主要有熔融法和水热法。
熔融法是将氧化镁（MgO）置于高温下熔化，然后冷却后得到氢氧化镁。
这种方法简单易行，但需要高温条件。
水热法是在高温高压的水热条件下，将适量的氧化镁和水反应，生成氢氧化镁。
这种方法能够得到纳米级氢氧化镁。
2.氢氧化镁的改性研究为了提高氢氧化镁的性能和应用范围，人们进行了各种改性研究。
2.1表面改性物理改性主要通过磨碎、喷射等方法改变氢氧化镁的表面形貌和粒径分布，从而提高其比表面积和分散性。
化学改性主要通过在氢氧化镁表面修饰化合物，如硅烷、钛烷等，改变其表面性质和吸附能力，提高其稳定性和耐久性。
2.2结构改性掺杂改性是将适量的其他元素的阳离子掺入氢氧化镁晶格中，以改变其晶体结构和性质。
如锌掺杂可以提高氢氧化镁的光催化活性。
复合改性是将其他材料与氢氧化镁一起制备成复合材料，以改善其力学性能和热稳定性。
如氢氧化镁与纳米碳管复合材料具有优异的力学性能。
2.3功能改性总结：氢氧化镁是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用前景。
制备氢氧化镁的方法包括化学法和物理法，各有特点。
为了提高氢氧化镁的性能和应用范围，人们进行了表面改性、结构改性和功能改性的研究。
氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂姓名：单显朋学号：20130591 班级：材料1305班【摘要】：随着高分子材料日新月异飞速发展，高分子复合材料应用在人类生活的每一个领域，高分子材料的阻燃技术发挥着越来越重要的作用，市场发展的需要,对氢氧化镁的阻燃剂的研发方向也有着改变，更加注重对氢氧化镁的阻燃剂新的性能的研究,励志开发出更加高效的阻燃剂适应市场的进一步的发展。
无论从合成资源还是从天然资源制得的氢氧化镁，用于阻燃剂量与日俱增，利用我国丰富的镁资源，依托技术创新开发高附加值的阻燃性氢氧化镁，是镁盐行业面临地一个共同课题。
氢氧化镁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，都具有抑烟性强、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，因此氢氧化镁阻燃填料的前景是十分广阔的。
本文简单介绍了阻燃剂的分类，氢氧化镁阻燃机理。
重点介绍了氢氧化镁阻燃剂的作用、研究现状和发展方向。
并指出氢氧化镁阻燃剂是一种新型的，环境友好型的无机阻燃剂。
【关键词】：氢氧化镁阻燃剂环保发展方向【前言】：随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。
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。
硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃剂
硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃剂硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃剂氢氧化镁阻燃剂具有抑烟、绿⾊和环保等优势，但是由于其较低的阻燃效率，应⽤在⾼分⼦基材中往往需要较⼤的填充量，⼜因为氢氧化镁作为⽆机粉体具有亲⽔疏油，极性⼤的特点，不利于⽆机/有机材料的界⾯复合，较⾼的填充量会导致添加有氢氧化镁的⾼分⼦复合材料⼒学性能⼤幅下降。
为了改善氢氧化镁与⾼分⼦基材之间⽆机/有机界⾯相容性的问题，本章选⽤3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（A-174）对氢氧化镁进⾏⼲法改性，该种硅烷偶联剂可以与醋酸⼄烯、丙烯酸或甲基丙烯酸单体共聚，常⽤于电线电缆⾏业，在提⾼复合材料界⾯相容性的同时，还可以改善电缆料防静电性能[47-48]。
本章对影响⼲法⼯艺改性氢氧化镁效果的因素，既改性剂⽤量、改性温度、改性时间和搅拌速度进⾏了研究。
采⽤单因素实验⽅法，通过对改性粉体活化指数的测定，确定了硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁效果的最佳⼯艺条件，并通过SEM、热重分析和红外光谱等表征⼿段探讨了硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁的改性机理及改性效果。
1.1 实验1.1.1 试剂及仪器Magnifin H-5型氢氧化镁（美国雅宝公司）3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（湖北武⼤有机硅新材料有限公司）邻苯⼆甲酸⼆⾟酯DOP（国药集团化学试剂有限公司）DHG-9140A型电热恒温⿎风⼲燥箱（上海⼀恒科技有限公司）FA2004型电⼦天平（上海上天精密仪器有限公司）Y100L2-4⾼速搅拌机（张家港锦丰万科机械⼚）DJ-1定时电动搅拌器（⾦坛市⼤地⾃动化仪器⼚）JSM-5610LV/INCA扫描电⼦显微镜（⽇本电⼦株式会社）STA449F3同步热分析仪（德国耐驰）Nexus傅⽴叶变换红外光谱仪（美国热电-尼⾼⼒公司）1.1.2 改性⽅法⾸先，将氢氧化镁粉体放⼊⼲燥箱中，在120℃下⼲燥5⼩时以排除原料中吸附的⽔分，将⼲燥后的氢氧化镁冷却⾄室温备⽤。
称取1kg已⼲燥的氢氧化镁粉末加⾄⾼速搅拌机中，在1000rpm的搅拌速度下预热⾄实验设计温度，当温度升⾄指定温度时，提⾼⾼速搅拌机搅拌速度⾄某设定值，并使⽤医⽤注射器向粉体中加⼊⼀定量硅烷偶联剂A-174。
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氢氧化镁表面改性处理
活性氢氧化镁是非常重要的阻燃材料，具有环保、阻滴、消烟、安全、填充、低价格等优点。
但是氢氧化镁阻燃添加剂却也面临着一些问题，例如其相容性和加工流动性差，导致产品不易加工成型，机械性能差。
氢氧化镁作为无机添加型阻燃剂，在受热分解时，释放出水分，同时吸收热量，降低燃烧表面的温度，从而抑制高聚物分解，反应产生氧化镁是极好的耐火材料，可以帮助提高合成材料抵抗焰火的能力。
那么氢氧化镁为什么会相容性和流动性差呢？
添加氢氧化镁生产的产品，长时间暴露在潮湿的空气中，会产生一系列的化学反应，形成碳酸镁，附着在产品表面，使产品失去光泽，形成白斑。
另一方面由于氢氧化镁和聚合材料的热膨胀系数不一样，热胀冷缩是也会是最终产品连接处形成裂纹，氢氧化镁晶体本身携带的正电荷具有亲水性，所以难以干燥，也会使产品表面形成缝隙。
因此，氢氧化镁阻燃剂广泛使用的关键就是氢氧化镁的表面性能。
氢氧化镁的表面处理一般通过2个途径，分别是通过偶联剂和阴离子。
偶联剂用适量的惰性溶剂稀释后，喷洒在氢氧化镁粉末上，通过低温捏合机搅拌混合二十几分钟，然后升高温度，高速搅拌三十几分钟，即可达到偶联效果，这种方法又叫干法。
偶联剂稀释后，可以均匀的分散在氢氧化镁表面，即完成氢氧化镁的表面活性处理。
另一种方法，使用阴离子，又称湿法，其方法是将氢氧化镁与一定量的阴离子表面活性剂和适量的去离子水，依次反复加入容器中，充分搅拌，反应2-3小时以后，过滤、洗涤、干燥，制成阻燃剂氢氧化镁。
氢氧化镁也可以和其他阻燃剂配合使用，有效提高阻燃效率，氢氧化镁的研究仍在继续。