曹雨微，逯登琴，宋學(xué)文，賈發(fā)云，羅仙平,3,

(1.西部礦業(yè)集團(tuán)有限公司，青海西寧 810001；2.青海西部礦業(yè)工程技術(shù)研究有限公司，青海西寧 810006；3. 西安建筑科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710055；4.青海省鹽湖鎂資源開(kāi)發(fā)工程技術(shù)研究中心，青海德令哈 817000)

新型鎂系阻燃劑主要包括納米級(jí)氫氧化鎂阻燃劑、高純工業(yè)級(jí)氫氧化鎂阻燃劑、高純工業(yè)級(jí)改性氫氧化鎂阻燃劑、氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑等。氫氧化鎂系列阻燃材料是最有應(yīng)用前景的新型鎂系阻燃材料，目前，我國(guó)生產(chǎn)的氫氧化鎂產(chǎn)品性能較差，附加值比較低，不利于其推廣應(yīng)用。

在被廣泛使用的阻燃劑中，最常見(jiàn)的主要為有機(jī)阻燃劑(溴系和氯的衍生物，含有磷或氮的化合物)和無(wú)機(jī)阻燃劑(金屬的氧化物、鹽和氫氧化物)。每一種阻燃劑都有它們不同的性質(zhì)和機(jī)理，使它們以獨(dú)特的方式影響聚合物的燃燒過(guò)程。有機(jī)阻燃劑通常會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，因此其使用受到了一定的限制，相比而言，無(wú)機(jī)阻燃劑的應(yīng)用則比較廣泛。氫氧化鎂作為一種新型的無(wú)機(jī)阻燃劑，具有無(wú)毒、抑煙、熱穩(wěn)定性高(高于氫氧化鋁)等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。氫氧化鎂由于熱穩(wěn)定性高本身可以阻燃，更重要的是其分解產(chǎn)生的水還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境可燃?xì)怏w濃度的稀釋，產(chǎn)生的氧化鎂是十分優(yōu)越的耐火材料，氫氧化鎂作為高分子聚合物材料的阻燃劑有著廣泛的應(yīng)用前景[3-4]。近年來(lái)，隨著各國(guó)環(huán)保、安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)無(wú)毒高性能的氫氧化鎂阻燃材料提出了更高要求，因而，關(guān)于氫氧化鎂阻燃材料的研究備受關(guān)注。

我國(guó)鹽湖資源豐富，而青海省的鹽湖資源占有量巨大，以往由于對(duì)鹽湖資源開(kāi)發(fā)利用認(rèn)識(shí)的不足，導(dǎo)致鹽湖水氯鎂石的大量浪費(fèi)。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國(guó)家對(duì)鹽湖資源利用開(kāi)發(fā)的重視，利用鹽湖豐富的鎂資源生產(chǎn)高附加值的氫氧化鎂不僅能很好地處理鹽湖“鎂害”，為現(xiàn)代鎂產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟新的發(fā)展機(jī)遇，而且能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。目前，青海省已經(jīng)有相關(guān)的企業(yè)(青海西部鎂業(yè)有限公司)開(kāi)展利用鹽湖水氯鎂石制備氫氧化鎂的研究，鹽湖水氯鎂石制備氫氧化鎂只能使用化學(xué)沉淀法，因此，文章主要介紹了關(guān)于使用化學(xué)沉淀法制備氫氧化鎂的工藝研究。

1 氫氧化鎂用于阻燃材料的作用機(jī)理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

氫氧化鎂的阻燃機(jī)理：氫氧化鎂經(jīng)過(guò)熱分解產(chǎn)生的水蒸氣不僅能有效的降低材料的表面溫度而且能夠稀釋材料表面可燃?xì)怏w的濃度；氫氧化鎂分解時(shí)可吸收大量的熱，降低被阻燃材料的溫度；分解產(chǎn)生的氧化鎂是極好的吸附材料和耐火材料，可以對(duì)產(chǎn)生的煙氣和有毒氣體進(jìn)行吸附并覆蓋于材料表面隔絕氧氣，阻止進(jìn)一步燃燒。

氫氧化鎂是一種添加型的無(wú)機(jī)類阻燃劑，與目前應(yīng)用較廣泛的有機(jī)類阻燃劑(鹵系、磷系)相比，氫氧化鎂的熱分解不釋放任何有毒物質(zhì)，更符合當(dāng)今世界各國(guó)安全、環(huán)保等方面的法規(guī)；與常見(jiàn)的無(wú)機(jī)類阻燃劑(氫氧化鋁)相比，氫氧化鎂阻燃劑具有原料來(lái)源廣泛(我國(guó)有大量的菱鎂礦、水鎂石、鹽湖水氯鎂石都可以作為生產(chǎn)氫氧化鎂的原料)、價(jià)格低廉、抑煙性能好等優(yōu)點(diǎn)。氫氧化鎂(分解溫度高達(dá)340 ℃～450 ℃)的分解能以及熱容量比較高，相對(duì)通常的無(wú)機(jī)阻燃劑，氫氧化鎂阻燃劑合成的材料可以耐受更高溫度(450 ℃～700 ℃)，更重要的是熱分解以后生產(chǎn)的氧化鎂具有極高的活性，可以大量吸收塑料、橡膠等產(chǎn)生的有毒氣體和煙霧。

2 氫氧化鎂阻燃劑制備工藝研究現(xiàn)狀

化學(xué)沉淀法制備氫氧化鎂主要以鎂鹽為原料，經(jīng)與含OH-的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀。沉淀法制備納米級(jí)氫氧化鎂主要使用鎂鹽溶液和堿性物質(zhì)生成氫氧化鎂沉淀，堿性物質(zhì)通常使用氨水、氫氧化鈉等，鎂鹽中使用最廣泛的是無(wú)機(jī)類鹽(如氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂)，有機(jī)類鎂鹽(如乙酸鎂、醋酸鎂)制備氫氧化鎂也有一些的報(bào)道。直接沉淀法是獲得氫氧化鎂最簡(jiǎn)單的方法，但直接沉淀法獲得的氫氧化鎂粒徑分布不均，微觀形貌無(wú)序。制備工藝參數(shù)對(duì)氫氧化鎂的微觀結(jié)構(gòu)、形貌、分散性等物理化學(xué)性質(zhì)有著決定性的影響，通過(guò)對(duì)沉淀過(guò)程的控制可獲得性能良好的氫氧化鎂產(chǎn)品，因此，在直接沉淀法的基礎(chǔ)又發(fā)展出了溶劑熱/水熱法、超聲化學(xué)法、微波輔助法以獲得高附加值的氫氧化鎂產(chǎn)品。

2.1 直接沉淀法

直接沉淀法的反應(yīng)條件能夠決定最終獲得的氫氧化鎂產(chǎn)品性能，因此，許多科研工作者在研究直接沉淀法獲得最佳性能氫氧化鎂產(chǎn)品的反應(yīng)條件，研究方向主要集中于原料初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、攪拌速率等方面。

Dehong Chen等[5]使用MgSO4和NaOH作為原料，采用直接沉淀法制備了Mg(OH)2，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Mg2+濃度的增加使片狀的Mg(OH)2成為了桿狀的Mg(OH)2，該研究結(jié)果對(duì)工業(yè)生產(chǎn)片狀和桿狀的Mg(OH)2具有一定的指導(dǎo)意義。

Xing-fu SONG等[6]以MgCl2和NaOH溶液為原料，NaCl為輔助添加劑，采用直接沉淀法合成了純度高、粒度均勻的Mg(OH)2，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在70 ℃～80 ℃反應(yīng)溫度、進(jìn)料速度低于2.0 mL/min，NaCl濃度大于2.3 mol/L，攪拌速度450 r/min～500 r/min的反應(yīng)條件下獲得了最佳的Mg(OH)2。

目前，關(guān)于直接沉淀法制備氫氧化鎂的研究主要集中于反應(yīng)條件對(duì)最終產(chǎn)品性能影響，直接沉淀法由于成本低、操作簡(jiǎn)單、制備過(guò)程易控制等優(yōu)點(diǎn)是目前應(yīng)用最廣泛的制備方法，也是能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)氫氧化鎂阻燃劑最可行的方法[7-8]。但是，直接沉淀法制備的氫氧化鎂產(chǎn)品粒徑大、團(tuán)聚度高、微觀形貌無(wú)序是制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙。

2.2 溶劑熱/水熱法

溶劑熱/水熱法是一種在高溫高壓下制備化合物的化學(xué)合成方法，區(qū)別在于使用的溶劑不同(有機(jī)物或者水)，溶劑熱/水熱法有利于控制晶體的尺寸、晶型以及分散性。在高溫高壓的條件下溶劑的性質(zhì)發(fā)生了巨大改變，能夠促進(jìn)鎂鹽和堿性物質(zhì)的溶解再結(jié)晶，最終獲得粒徑小、粒度分布均勻、分散性高、團(tuán)聚程度低的氫氧化鎂產(chǎn)品，因此得到了科技工作者們極高的關(guān)注。目前，關(guān)于溶劑熱/水熱法制備氫氧化鎂產(chǎn)品的研究主要集中不同溶劑、添加劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)氫氧化鎂阻燃劑性能的影響。此外，原料初始濃度、反應(yīng)pH值等制備條件對(duì)氫氧化鎂產(chǎn)品性能影響也有一些相關(guān)的研究。圖1為直接沉淀法制備的氫氧化鎂形態(tài)，圖2為水熱法制備的氫氧化鎂形態(tài)。

A.Sierra Fernandez等[9]使用Mg(NO3)2·6H2O和N2H4·H2O作為原材料，采用水熱法制備了Mg(OH)2，考察了水熱反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)制備Mg(OH)2產(chǎn)品性能的影響，獲得了片狀Mg(OH)2阻燃劑。結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間對(duì)Mg(OH)2的微觀形貌、粒徑、團(tuán)聚程度、晶體尺寸具有決定性的影響。在180 ℃制備水熱條件下，反應(yīng)條件提高了Mg(OH)2阻燃劑的結(jié)晶度，加快了晶體生長(zhǎng)速度，控制了Mg(OH)2的結(jié)晶過(guò)程，促使最終獲得了六方片狀的納米級(jí)Mg(OH)2。

Latha Kumari等[10]使用Mg(NO3)2·6H2O和NaOH為原料，使用水熱法制備了Mg(OH)2阻燃劑，考察了反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)Mg(OH)2形貌、粒徑和晶體尺寸的影響。表面形貌分析證實(shí)了在不同水熱條件下合成了不同形貌微/納米結(jié)構(gòu)的Mg(OH)2。利用在200 ℃溫度下反應(yīng)3 h、12 h和48 h的樣品分別合成了微米級(jí)片狀、納米級(jí)片狀和多面體的氫氧化鎂阻燃劑。通過(guò)對(duì)Mg(OH)2進(jìn)行表征，顯示出使用水熱法可以獲得純度高、組成均勻、結(jié)晶度高的高性能Mg(OH)2產(chǎn)品。整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果表明，利用水熱法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Mg(OH)2形成過(guò)程的控制。

Hong Yan[11]采用MgCl2·6H2O和NH4OH作為原料，采用水熱法制備了Mg(OH)2，研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)pH值和Mg2+濃度對(duì)Mg(OH)2產(chǎn)品性能的影響。

Weiliu Fan[12]使用MgCl2·6H2O和NH3·H2O制備了Mg10(OH)18Cl2·5H2O前驅(qū)體，分別使用乙二胺、1,6乙二胺、吡啶作為溶劑，采用溶劑熱法制備一維納米結(jié)構(gòu)Mg(OH)2。研究了溶劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)最終產(chǎn)品形貌的影響。結(jié)果表明，不同的溶劑有利于誘導(dǎo)形成不同結(jié)構(gòu)的一維納米級(jí)Mg(OH)2產(chǎn)品。

X.T.Sun等[13]以MgSO4和NH4OH為原料，利用溶劑熱/水熱法制備了氫氧化鎂前驅(qū)體5Mg(OH)2·MgSO4·3H2O(513MOS，納米級(jí))，通過(guò)溶劑熱/水熱法誘導(dǎo)513MOS形成了Mg(OH)2產(chǎn)品，研究了不同溶劑水、乙醇和丙酮對(duì)形成一維棒狀Mg(OH)2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形貌等的影響。

大量研究表明，使用溶劑熱/水熱法工藝得到的氫氧化鎂阻燃劑具有熱穩(wěn)定性高、粒徑小且分布均勻、結(jié)晶度高、純度高的優(yōu)點(diǎn)，控制溶劑熱/水熱反應(yīng)條件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Mg(OH)2產(chǎn)品性能的控制。因此，溶劑熱/水熱法被認(rèn)為是最有可能獲得高性能氫氧化鎂阻燃劑的制備方法。但是溶劑熱/水熱法也存在一些缺點(diǎn)，相比于沉淀法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、消耗能量高，溶劑熱更是需要大量的有機(jī)溶劑，嚴(yán)重制約了其在工業(yè)上大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。

2.3 超聲化學(xué)法

超聲化學(xué)法是使用頻率在20 kHz～10 MHz范圍內(nèi)的超聲波，引發(fā)微胞的形成和塌陷，在高溫高壓下產(chǎn)生活性位點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法相比較，此方法是在極限條件下發(fā)生，能夠極大地增加反應(yīng)的速率，生成形貌更加均一的小晶體。超聲化學(xué)合成的特點(diǎn)是通過(guò)改變反應(yīng)介質(zhì)可以產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)類型的材料。一些研究表明[14-15]，使用超聲化學(xué)輔助法可以成功的制備納米級(jí)的氫氧化鎂阻燃劑。超聲化學(xué)輔助法制備氫氧化鎂阻燃劑的研究主要集中于超聲波功率對(duì)產(chǎn)品性能影響方面的研究，該法與直接沉淀法制備得產(chǎn)品形態(tài)對(duì)比如圖3、圖4。

Guo-lin Song等[16]是使用超聲波制備Mg(OH)2的先驅(qū)之一，使用MgCl2和NaOH作為原料采用超聲輔助化學(xué)沉淀法制備Mg(OH)2。所提出的方法需要使用由煤油和石蠟油組成的高沸點(diǎn)有機(jī)相。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)Mg(OH)2粒徑的充分控制，使用聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯作為添加劑。將含有有機(jī)相的反應(yīng)器置于具有快速旋轉(zhuǎn)混合器的39 kHz頻率超聲浴中，15 min后同時(shí)加入MgCl2和NaOH。實(shí)驗(yàn)研究了添加劑含量、超聲輔助對(duì)產(chǎn)品微觀形貌、晶體粒徑、熱分解性能的影響。研究結(jié)果表明，超聲波限制了氫氧化鎂(001)晶面的生長(zhǎng)，引導(dǎo)制備的Mg(OH)2產(chǎn)品為納米級(jí)六角片狀；添加劑聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Mg(OH)2粒徑的控制，從而使最終產(chǎn)品具有良好的分散性能。當(dāng)超聲波與聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯一起使用時(shí)，Mg(OH)2的沉淀速率較慢，因此，制備的產(chǎn)品粒徑比較均勻。

Mohammad Amin Alavi和Ali Morsali[17]使用Mg(CH3COO)2和NaOH作為原料，研究Mg(CH3COO)2和NaOH濃度、反應(yīng)時(shí)間和超聲波頻率對(duì)Mg(OH)2微觀形貌、粒徑分布和熱穩(wěn)定性的影響，并考察了NaNO3對(duì)Mg(OH)2性能的影響。研究結(jié)果表明，超聲輔助法能夠?qū)ψ罱KMg(OH)2產(chǎn)品粒徑產(chǎn)生決定性的影響。

與溶劑/水熱法制備氫氧化鎂相比，超聲化學(xué)法不需要壓力控制和高溫。超聲輔助法不僅具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)溫度低等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反應(yīng)過(guò)程的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氧化鎂產(chǎn)品粒徑的控制，因此，在不久的將來(lái)有望得到大規(guī)模的使用。

2.4 微波輔助法

微波技術(shù)由于能使樣品內(nèi)部的熱量更均勻、更迅速地傳遞而引起人們的廣泛關(guān)注。微波技術(shù)相比于電阻加熱需要更少的能量，相比于氣體或油加熱器產(chǎn)生的污染較少，具有較強(qiáng)的環(huán)保性。與傳統(tǒng)的加熱方法相比，使用微波加熱可以使反應(yīng)時(shí)間從幾天縮短到幾分鐘。此外，微波輔助法可以在整個(gè)樣品中形成均勻的高溫，微波的快速加熱可以增強(qiáng)反應(yīng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)。因此，使用微波輔助法制備氫氧化鎂阻燃劑也引起了一定的關(guān)注。

Huaqiang Wu[18]等第一個(gè)報(bào)道了以Mg(NO3)2和NaOH為反應(yīng)物，在室溫下使用微波輔助工藝，在水溶液中合成了纖維狀納米級(jí)Mg(OH)2粒子。

Gary W. Beall等[19]分別使用鎂金屬、MgCl2和Mg(C2O2H4)2作原料，使用微波輔助法制備了氫氧化鎂。由于微波輔助快速加熱的特點(diǎn)，Mg(OH)2結(jié)晶速度快，最終形成了納米級(jí)的Mg(OH)2。

Khaled M. Saoud等[20]使用MgSO4和NaOH為原料，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為分散劑，采用微波合成技術(shù)成功地合成了納米級(jí)Mg(OH)2。通過(guò)在特定時(shí)間內(nèi)控制微波化學(xué)反應(yīng)器額定功率值，改變Mg(OH)2的形成過(guò)程，最終獲得了高度多孔的納米結(jié)構(gòu)Mg(OH)2。

微波輔助工藝的研究還比較少，但是現(xiàn)有的研究表明微波輔助法可以提高所得氫氧化鎂粉末的結(jié)晶度，縮短反應(yīng)時(shí)間。有文獻(xiàn)報(bào)道[21]，水熱法和微波法結(jié)合使用可能在許多無(wú)機(jī)化合物的高效合成方面具有優(yōu)勢(shì)，因此，微波輔助法和水熱法的結(jié)合制備氫氧化鎂阻燃劑也能夠具有一定的研究應(yīng)用價(jià)值。

3 氫氧化鎂阻燃劑應(yīng)用研究現(xiàn)狀

氫氧化鎂阻燃劑是塑料、橡膠制品的優(yōu)良阻燃劑，在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(HIPS)、乙烯—乙酸乙烯共聚物(EVA)、尼龍、環(huán)氧樹(shù)脂(EP)、橡膠、電線電纜，以及不飽和聚脂等高分子材料中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，氫氧化鎂阻燃劑應(yīng)用方面的研究主要集中于氫氧化鎂阻燃材料添加到聚合物高分子材料中對(duì)復(fù)合材料阻燃性能和機(jī)械力學(xué)性能影響的研究。

Xiaolang Chen等[22]將硬脂酸鋅和鈦酸鋅改性后的Mg(OH)2作為無(wú)鹵阻燃劑(HFFR)添加到聚丙烯(PP)材料中，PP/Mg(OH)2以1 ∶1的比例混合，對(duì)材料的流變性、機(jī)械性能和阻燃性能進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，改性后Mg(OH)2制備的PP/Mg(OH)2/鈦酸鋅和PP/Mg(OH)2/硬脂酸鋅復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度值比未改性PP/Mg(OH)2復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度高約6 MPa～8 MPa(35%～45%)。復(fù)合材料阻燃性能的研究結(jié)果表明，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的極限氧指數(shù)隨改性劑含量的增加而增加。

Agnieszka Pilarska等[23]在聚丙烯(PP)中分別添加了10%和30%Mg(OH)2阻燃劑，研究了馬來(lái)酸酐(MAH)作為增溶劑制備的PP/Mg(OH)2和PP/Mg(OH)2/MAH復(fù)合材料力學(xué)性能和燃燒性能。研究結(jié)果表明，添加30%Mg(OH)2后，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度變化不大、楊氏模量增大了兩倍，復(fù)合材料的燃燒速率比聚丙烯(PP)的燃燒速率降低了42%。

Rahmat Gul等[24]研究了Mg(OH)2作為阻燃劑對(duì)聚乙烯(LLDPE)阻燃性能和力學(xué)性能的影響，使用海泡石作為添加劑制備了LLDPE/Mg(OH)2復(fù)合材料，研究了海泡石和氫氧化鎂的協(xié)同阻燃效率。隨著該礦物含量的增加，LLDPE/Mg(OH)2的燃燒時(shí)間和復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性均有所提高。海泡石的加入量越大，極限氧指數(shù)越高，說(shuō)明其對(duì)無(wú)機(jī)填料與聚合物基體的結(jié)合具有穩(wěn)定作用。在海泡石濃度最大時(shí)，PE的初始LOI值(17.8%)升至36.5%。

SungPo Liu等[25]以LDPE和交聯(lián)聚乙烯(XLPE)為基體，加入納米粘土蒙脫土(MMT)、阻燃?xì)溲趸V(MH)和相容劑LDP接枝馬來(lái)酸酐(LDPE)制備了復(fù)合材料。分析表明，加入低密度聚乙烯(LDPE-g-MA)和粘土后，材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均有所提高。納米復(fù)合材料殘?zhí)苛康脑黾颖砻髌涓邷責(zé)岱€(wěn)定性得到了提高。

Longzheng Qiu等[26]將納米級(jí)Mg(OH)2與乙烯—乙酸乙烯共聚物(EVA)按1 ∶1的比例混合，130 ℃干燥15 min后，將混合物使用熱壓機(jī)(10 MPa壓力下和150 ℃)制備成厚度為3mm的板材。通過(guò)掃描電鏡進(jìn)行表征，結(jié)果表明復(fù)合材料具有良好的分散性。通過(guò)比較微米級(jí)Mg(OH)2/EVA復(fù)合材料和納米級(jí)Mg(OH)2/EVA復(fù)合材料的極限氧指數(shù)值(LOI)發(fā)現(xiàn)，納米級(jí)Mg(OH)2使復(fù)合材料的氧指數(shù)(LOI)從24.0增加到38.3。阻燃性能的提高是由于納米級(jí)Mg(OH)2在EVA基體中良好的分散性以及材料在燃燒過(guò)程中形成的致密碳化結(jié)構(gòu)帶來(lái)的。

LIU Hui等[27]和Jianping Lv等[28]分別將微囊化紅磷(MRP)引入到納米Mg(OH)2/EVA復(fù)合材料中作為協(xié)同因子。研究結(jié)果表明，納米Mg(OH)2復(fù)合材料的氧指數(shù)比微米級(jí)Mg(OH)2提高約1%～7%。納米Mg(OH)2復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度值從10.1 MPa上升到17.0 MPa，而微米級(jí)Mg(OH)2復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度值從9.7 MPa下降到7.1 MPa。

Jichun Liu等[29-30]將氫氧化鎂添加到聚苯乙烯(HIPS)中，測(cè)試其阻燃性能。在復(fù)合材料中引入適量的微囊化紅磷(MRP)可以顯著提高M(jìn)g(OH)2/聚苯乙烯(HIPS)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和阻燃性。當(dāng)HIPS/Mg(OH)2/MRP復(fù)合材料中Mg(OH)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)固定在33.3%wt%左右，MRP約占10%wt%時(shí)，復(fù)合材料的耐火等級(jí)可達(dá)到Ⅴ～0級(jí)，LOI達(dá)到了最大值24.2%，復(fù)合材料的綜合耐火性能最佳。

Reija Suihkonen等[31]研究了Mg(OH)2顆粒粒徑和硅烷表面改性Mg(OH)2對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂(EP)阻燃性能、熱性能和力學(xué)性能的影響。使用c-氨基丙基三乙醇基硅烷分別對(duì)納米和微米級(jí)Mg(OH)2粒子進(jìn)行改性，并用高速攪拌機(jī)和三輥軋機(jī)將其填充到EP基體中。結(jié)果表明，納米級(jí)Mg(OH)2/EP復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)于微米級(jí)Mg(OH)2/EP復(fù)合材料。此外，通過(guò)硅烷表面改性提高了納米Mg(OH)2與EP基體的附著力。Mg(OH)2/EP復(fù)合材料與EP的阻燃性能相比，發(fā)現(xiàn)其熱釋放率和總熱釋放量均有明顯提高。

Tie Zhang等[32]使用芳香硼酸衍生物(3TT-3BA)和Mg(OH)2兩種化合物作為阻燃劑加入環(huán)氧樹(shù)脂(EP)中，研究了EP和EP/3TT-3BA/Mg(OH)2的力學(xué)性能、熱性能和阻燃性能。結(jié)果表明，EP與3TT-3BA和Mg(OH)2共混，其熱穩(wěn)定性和阻燃性能均優(yōu)于只與其中一種化合物共混，表明兩者具有協(xié)同作用。沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明，3TT-3BA和Mg(OH)2的添加在不降低機(jī)械強(qiáng)度的前提下，能有效抑制EP的燃燒。

Guo-lin Song等[33]以納米Mg(OH)2和紅磷作為阻燃劑添加到聚合物(EPDM)改性的石蠟中。SEM和DSC分析表明，Mg(OH)2和紅磷阻燃劑的加入對(duì)EPDM/石蠟復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何影響。TG分析證實(shí)，Mg(OH)2和磷阻燃材料添加后，復(fù)合材料的分解溫度有了一定的提高。

Hui Ma等[34]將棉纖維表面成功地組裝了Mg(OH)2顆粒，提高了棉纖維/氫氧化鎂復(fù)合材料的阻燃性和熱穩(wěn)定性。垂直水平燃性試驗(yàn)表明，氯化鈉的引入導(dǎo)致氫氧化鎂晶體形貌的改變，對(duì)棉纖維/Mg(OH)2復(fù)合材料的防火性能有重要影響。在500 ℃溫度下，原棉纖維織物、檸檬酸改性Mg(OH)2/棉織物和尿素改性Mg(OH)2/棉纖維熱失重率分別為81.5%、57.4%和48.9%，表明改性后的Mg(OH)2提高了棉纖維的阻燃性。

大量文獻(xiàn)研究報(bào)道了氫氧化鎂作為阻燃劑與EVA、聚丙烯、聚乙烯醇等聚合物的協(xié)同作用。由于氫氧化鎂高的熱穩(wěn)定性和阻燃性能，除了作為這些聚合物的阻燃劑進(jìn)行應(yīng)用外，還可以與環(huán)氧樹(shù)脂、石蠟、棉纖維、等其它材料形成復(fù)合材料，得到大規(guī)模的應(yīng)用。

4 結(jié)論與展望

當(dāng)前對(duì)氫氧化鎂制備工藝和應(yīng)用已經(jīng)有了大量的研究，但是關(guān)于氫氧化鎂制備工藝和應(yīng)用還存在著不少急需解決的問(wèn)題。未來(lái)氫氧化鎂阻燃劑的研究可以從以下幾個(gè)方面著手。

1)粒徑分布均勻、粒徑小、微觀形貌排列有序的氫氧化鎂制備工藝的研究開(kāi)發(fā)。

2)添加劑對(duì)氫氧化鎂性能改進(jìn)方面的研究。

3)多種工藝共同作用的研究，如微波/水熱法、超聲波/水熱法等。

4)加強(qiáng)氫氧化鎂產(chǎn)品在應(yīng)用方面的研究，擴(kuò)大氫氧化鎂阻燃劑的使用范圍。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷加強(qiáng)，積極推動(dòng)綠色環(huán)保型Mg(OH)2阻燃劑必將成為發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)擁有極其豐富的鹽湖資源，為開(kāi)發(fā)高純度Mg(OH)2阻燃劑奠定了豐富的原料基礎(chǔ)。因此，深入對(duì)Mg(OH)2阻燃劑的研究與大規(guī)模開(kāi)發(fā)生產(chǎn)利用十分必要，這不僅對(duì)我國(guó)鎂資源的綜合利用提供了方向而且符合環(huán)境保護(hù)理念，同時(shí)，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。