改性氢氧化镁阻燃剂在聚丙烯中的应用

　　河北镁熙生物有限公司表示，氢氧化镁作为一种无卤环保型阻燃剂,具有热分解温度高、抑烟、无毒排放等特点,广泛应用于高分子材料领域,其市场前景十分广阔。

　　本文利用硅烷偶联剂在水相中对氢氧化镁进行表面改性,通过活化指数、SEM、FT-IR等手段分析硅烷偶联剂的结构和改性条件对改性效果的影响,又进一步采用原位聚合法使用脲醛树脂和聚苯乙烯对氢氧化镁进行表面高分子包覆,结合SEM、TEM、FT-IR、TG等表征手段分析表面包覆效果;同时将氢氧化镁应用于聚丙烯材料中,通过阻燃性能和机械性能分析氢氧化镁填充量、表面改性、尺寸大小对MH/PP体系的影响。

　　得到如下结论:

　　(1)采用硅烷偶联剂在常温下水体系中对工业级氢氧化镁改性可提高氢氧化镁表面疏水性,使氢氧化镁的分散性和与材料的相容性提高;偶联剂n-十二烷基三甲氧基硅烷在水相中稳定性好,可以较好地包覆于氢氧化镁表面,达到了很好的表面有机化效果,其改性氢氧化镁填充聚丙烯材料冲击强度比未处理时提高了53.5%,断裂伸长率是未改性时的7倍,其最佳改性条件为:温度85℃,用量0.8wt%,改性时间为60min。

　　(2)采用原位聚合法可以实现氢氧化镁表面用脲醛树脂包覆,形成的氢氧化镁/脲醛树脂复合粒子包覆层厚度在80-100nm。原料配比为氢氧化镁5g:尿素10.1g,36%甲醛溶液27.8ml,反应pH值控制在7~8,反应温度为70~80℃,SMA乳化条件下制备得到的包覆粒子最佳。同样用类似的方法可以得到聚苯乙烯/氢氧化镁包覆粒子,结果显示,用聚苯乙烯包覆的氢氧化镁颗粒间分散性较好,包覆层厚度适中,成壳效果好。

　　(3)在聚丙烯材料中,随着氢氧化镁添加量的增加,复合材料的阻燃性能不断提高,机械物理性能呈下降趋势,当添加量在40%以上时,机械性能开始剧烈下降。填充量50%,经硅烷偶联剂改性的氢氧化镁在PP中高度分散,氢氧化镁尺寸大小对材料的阻燃性能和各种机械性能有较大影响。其中具有800nm尺寸的MH-3填充对PP机械性能破坏最小;颗粒尺寸分布在150nm和大于800nm的氢氧化镁表现出较好的阻燃性能。