高純氧化鎂High-Purity Magnesite/氫氧化鎂Magnesium hydroxide(阻燃)的未來發展方向
CP-MG 20160111 12:00
資料來源：每日頭條
圖片來源：澄柏國際CP-MG
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高純氧化鎂：
主要用於高溫耐熱材料、陶瓷原料、電氣領域。當前，這一市場長期以來被低端產品占領。很多企業的的研究起步較晚，隨著我國一些氧化鎂企業相繼建立起了生產裝置，高純氧化鎂的生產量得到逐步提升，但尚不能滿足國內要求，同時由於生產高純氧化鎂企業較少，市場需求量日漸增大，供應越顯不足因此，立足產業需求，創新工藝，改革科技，才能有更好的發展。
「輕質氧化鎂」和「活性氧化鎂」等不同的種類，目前我國輕質氧化鎂生產現狀比較可觀，但作為工藝更複雜、反應條件更苛刻、應用範圍廣泛的高純氧化鎂來說，目前國內的生產能力還很弱。國內實際能夠批量生產99%以上含量氧化鎂的方法多為氫氧化鎂法，也就是採用滷水為主要原料，以氨或鹼為沉澱劑，先製成氫氧化鎂再煅燒分解為氧化鎂。目前以青海鹵粒或其它含水氯鎂石為主的原料，採用氨法生產的氧化鎂應該可以達到99%以上，大規模生產技術氧化鎂應該是成熟的。但是由於很多企業生產的設備、研發和人員的配備是不能夠滿足高純氧化鎂的市場需求。中國無機鹽鎂鹽協會分會會長說： 隨著現在經濟貿易發展的愈加迅速,我們的生產工藝也必須跟上時代的潮流,因此如果我們還在抱有昔日老舊的生產工藝不肯更新,那麼就會被市場所淘汰。氧化鎂在許多行業都可以起到舉足輕重的地位,所以大家對於氧化鎂一定要起到重視。如何使成本更低，生產效率更高，工藝更完整，產品性能更優越是我們需要努力的方向。
氫氧化鎂阻燃劑阻燃機理
氫氧化鎂在受熱時（340-490度）發生分解吸收燃燒物表面熱量到阻燃作用；同時釋放出大量水分稀釋燃物表面的氧氣，分解生成的活性氧化鎂附著於可燃物表面又進一步阻止了燃燒的進行。氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物，從使燃燒很快停止的同時消除煙霧、阻止熔滴，是一種新興的環保型無機阻燃劑。
阻燃技術探討
阻燃技術的目的就是讓非阻燃材料具有阻燃的性能，在一定條件下不容易燃燒或者能夠自熄，是一種提供安全保障的材料。未來阻燃劑的發展方向就是阻燃效果好、安全更環保。為此投入了相當大的人力與資源進行阻燃新技術的研發。現如今來說，也相繼研發出了幾項阻燃新技術。小編接下來要為大家介紹幾項環保阻燃劑的新型阻燃技術。
一、表面改性
無機阻燃劑具有較強的極性與親水性，同非極性聚合物材料相容性差、介面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和介面親和性，採用偶聯 劑對其進行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯劑是矽烷和鈦酸酯類。
如經矽烷處理後的 ATH 阻燃效果好，能有效地提高聚酯的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度；經乙烯 - 矽烷處理的 A TH 可用於提高交聯乙烯醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗濕性。鈦酸酯類偶聯劑和矽烷偶聯劑可以並用，能產生協同效應。經過表面改性處理後的 ATH 表面活性得到了提高，增強了與樹脂之間的親和力，改善了製品的物理機械性能，增加了樹脂的加工流動性，降低了 A TH 表面的吸濕率，提高了阻燃製品的各種電氣性能，並將阻燃效果由 V21 級提高到 V20 級。
二、超細化
無機阻燃劑具有穩定性高、不易揮發、煙氣毒性低、成本低等優點，越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差，添加量大，使得材料的力學性能和耐熱性能都有所降低。因此，對無機阻燃劑進行改性，增強其與合成材料的相容性，降低其用量成為無機阻燃劑的發展趨勢之一。目前，氫氧化鋁（ 3 Al(OH) ） 的超細化、納米化是主要研究開發方向。 3 Al(OH) 的大量添加會降低材料的機械 性能，而通過對 3 Al(OH) 微細化再行填充，反而會起到剛性粒子增塑、增強的 效果，特別是納米級材料。由於阻燃作用的發揮是由化學反應所支配的，而等量的阻燃劑其粒徑愈小，比表面積就愈大，阻燃效果就愈好。超細化也是從親和性方面考慮的。正是由於氫氧化鋁與聚合物的極性不同，才導致了其阻燃型複合材料物理機械性能下降。而超細納米化的 3 Al(OH) 增強了介面的相互作用，可均勻 地分散在基體樹脂中，更有效地改善了共混料的力學性能。
三、復配協同
在實際生產應用中，單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷，而且使用單一的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。阻燃劑的復配技術就是在磷系、鹵系、氮系和無機阻燃劑之間，或某類內部進行複合化，尋求最佳的經濟和社會效益。阻燃劑復配技術可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處，使其性能互補，達到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理機械性能等目的。
四、交聯
交聯高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多。在熱塑性塑料加工時添加少量交聯劑，能使塑料變成部分網狀結構，可改善阻燃劑的分散性，有利於塑料燃燒時產生結炭作用，提高阻燃性能，並能增加製品的機械、耐熱等性能。
五、微膠囊化
將微膠囊化應用於阻燃劑是近年來發展起來的一項新技術。微膠囊化的實質是把阻燃劑粉碎分散成微粒，用有機物或無機物進行包囊，形成微膠囊阻燃劑，或以表面很大的無機物為載體，將阻燃劑吸附在這些無機物載體的空隙中，形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。溴類環保阻燃劑的微膠囊化有以下優點：可改善阻燃劑的穩定性；可改善阻燃劑與樹脂的相容性，使材料的物理機械性能降低的現象得以改善；可大大改善阻燃劑的多種性能，擴大其應用範圍。
六、納米阻燃技術
有些納米材料具有阻止燃燒的功能，將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中，利用其特殊的尺寸和結構效應，可以改變可燃材料的燃燒性能，使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術可以改變阻燃機理，提高阻燃性能。由於納米粒子的顆粒尺寸很小，比表面積很大，它所表現的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特徵，為設計和製備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
以上六種技術就是最新的阻燃技術研究成果，詳細在不久的將來，會有更多先進的技術應用到阻燃劑產品中，為大家提供更加安全的生活環境。
氧化鎂在各大行業用途
氧化鎂產品的用途廣泛，主要應用於電纜、橡膠、醫藥、膠粘劑、冶金、陶瓷等行業。隨著產業化升級與高新技術功能材料市場的需求及發展，研發生產出一系列高新精細氧化鎂產品，主要用於高級潤滑油、高級鞣革提鹼級、醫藥、食品級。矽鋼級、高級電磁級、高純氧化鎂等近十個品種的組成。
雖然氧化鎂屬於輔料，但應用與不同行業中所起的作用是十分巨大的。在電纜行業中的作用：起硫化促進劑、防焦劑、填充劑、吸酸劑、防火阻燃、耐高溫、耐腐蝕、耐磨的作用；在膠粘劑行業中的作用：起硫化促進劑、防焦劑、吸酸劑的作用，在樹脂反應液中加速反應。由此可見，許多產品添加氧化鎂，就如同日常生活中炒菜需要放味精，不放沒有味道，放一點這盤菜就色香味俱全。
近幾年來，隨著技術的發展，功能材料已成為研究的熱點，而功能材料的原料的質量量水平也就成為了功能材料發展的一個尺度。目前，主要開拓了在發光功能材料、光學功能材料、電子功能材料以及其他領域的應用。以上的功能材料對原料的純度有著非常嚴格的要求。
雖然國際上目前還沒有通用的行業標準，除了參考功能材料本身的應用要求之外，還會將化學試劑標準作為參考標準。以高純電子級鹼式碳酸鎂與氧化鎂為例，主要用於航空航天電子元件、軍用電子元件、通訊設備、雷達等，從而決定了高純電子級鹼式碳酸鎂與氧化鎂的技術指標要求。
氧化鎂的主要用途之一就是作為阻燃劑的使用。傳統的阻燃材料廣泛採用含鹵聚合物或是含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物。一旦發生火災，由於燃燒與熱分解，會產生大量地煙霧與有毒的腐蝕性氣體，會腐蝕儀器與設備，進而妨礙救火與人員疏散。根據統計數據，火災中80%以上的死亡事故是由材料產生的濃煙與有毒氣體造成的。因此，除了阻燃效率之外，低煙、低毒成為阻燃劑不可缺少的指標。
中國阻燃劑工業的發展極不平衡，氯系阻燃劑所占的比例較重，是各阻燃劑之首，其中氯化石蠟占壟斷地位。但是氯系阻燃劑在作用時會釋放出有毒氣體，這和現代生活所追求的無毒、高效存在很大地差距。因此，為了順應世界阻燃劑低毒性、低煙霧、無公害的發展趨勢，氧化鎂阻燃劑的開發、生產及應用是勢在必行的。
主要用於高溫耐熱材料、陶瓷原料、電氣領域。當前，這一市場長期以來被低端產品占領。很多企業的的研究起步較晚，隨著我國一些氧化鎂企業相繼建立起了生產裝置，高純氧化鎂的生產量得到逐步提升，但尚不能滿足國內要求，同時由於生產高純氧化鎂企業較少，市場需求量日漸增大，供應越顯不足因此，立足產業需求，創新工藝，改革科技，才能有更好的發展。
「輕質氧化鎂」和「活性氧化鎂」等不同的種類，目前我國輕質氧化鎂生產現狀比較可觀，但作為工藝更複雜、反應條件更苛刻、應用範圍廣泛的高純氧化鎂來說，目前國內的生產能力還很弱。國內實際能夠批量生產99%以上含量氧化鎂的方法多為氫氧化鎂法，也就是採用滷水為主要原料，以氨或鹼為沉澱劑，先製成氫氧化鎂再煅燒分解為氧化鎂。目前以青海鹵粒或其它含水氯鎂石為主的原料，採用氨法生產的氧化鎂應該可以達到99%以上，大規模生產技術氧化鎂應該是成熟的。但是由於很多企業生產的設備、研發和人員的配備是不能夠滿足高純氧化鎂的市場需求。中國無機鹽鎂鹽協會分會會長說： 隨著現在經濟貿易發展的愈加迅速,我們的生產工藝也必須跟上時代的潮流,因此如果我們還在抱有昔日老舊的生產工藝不肯更新,那麼就會被市場所淘汰。氧化鎂在許多行業都可以起到舉足輕重的地位,所以大家對於氧化鎂一定要起到重視。如何使成本更低，生產效率更高，工藝更完整，產品性能更優越是我們需要努力的方向。
氫氧化鎂阻燃劑阻燃機理
氫氧化鎂在受熱時（340-490度）發生分解吸收燃燒物表面熱量到阻燃作用；同時釋放出大量水分稀釋燃物表面的氧氣，分解生成的活性氧化鎂附著於可燃物表面又進一步阻止了燃燒的進行。氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物，從使燃燒很快停止的同時消除煙霧、阻止熔滴，是一種新興的環保型無機阻燃劑。
阻燃技術探討
阻燃技術的目的就是讓非阻燃材料具有阻燃的性能，在一定條件下不容易燃燒或者能夠自熄，是一種提供安全保障的材料。未來阻燃劑的發展方向就是阻燃效果好、安全更環保。為此投入了相當大的人力與資源進行阻燃新技術的研發。現如今來說，也相繼研發出了幾項阻燃新技術。小編接下來要為大家介紹幾項環保阻燃劑的新型阻燃技術。
一、表面改性
無機阻燃劑具有較強的極性與親水性，同非極性聚合物材料相容性差、介面難以形成良好的結合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和介面親和性，採用偶聯 劑對其進行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯劑是矽烷和鈦酸酯類。
如經矽烷處理後的 ATH 阻燃效果好，能有效地提高聚酯的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度；經乙烯 - 矽烷處理的 A TH 可用於提高交聯乙烯醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗濕性。鈦酸酯類偶聯劑和矽烷偶聯劑可以並用，能產生協同效應。經過表面改性處理後的 ATH 表面活性得到了提高，增強了與樹脂之間的親和力，改善了製品的物理機械性能，增加了樹脂的加工流動性，降低了 A TH 表面的吸濕率，提高了阻燃製品的各種電氣性能，並將阻燃效果由 V21 級提高到 V20 級。
二、超細化
無機阻燃劑具有穩定性高、不易揮發、煙氣毒性低、成本低等優點，越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差，添加量大，使得材料的力學性能和耐熱性能都有所降低。因此，對無機阻燃劑進行改性，增強其與合成材料的相容性，降低其用量成為無機阻燃劑的發展趨勢之一。目前，氫氧化鋁（ 3 Al(OH) ） 的超細化、納米化是主要研究開發方向。 3 Al(OH) 的大量添加會降低材料的機械 性能，而通過對 3 Al(OH) 微細化再行填充，反而會起到剛性粒子增塑、增強的 效果，特別是納米級材料。由於阻燃作用的發揮是由化學反應所支配的，而等量的阻燃劑其粒徑愈小，比表面積就愈大，阻燃效果就愈好。超細化也是從親和性方面考慮的。正是由於氫氧化鋁與聚合物的極性不同，才導致了其阻燃型複合材料物理機械性能下降。而超細納米化的 3 Al(OH) 增強了介面的相互作用，可均勻 地分散在基體樹脂中，更有效地改善了共混料的力學性能。
三、復配協同
在實際生產應用中，單一的阻燃劑總存在這樣或那樣的缺陷，而且使用單一的阻燃劑很難滿足越來越高的要求。阻燃劑的復配技術就是在磷系、鹵系、氮系和無機阻燃劑之間，或某類內部進行複合化，尋求最佳的經濟和社會效益。阻燃劑復配技術可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處，使其性能互補，達到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工性能及物理機械性能等目的。
四、交聯
交聯高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多。在熱塑性塑料加工時添加少量交聯劑，能使塑料變成部分網狀結構，可改善阻燃劑的分散性，有利於塑料燃燒時產生結炭作用，提高阻燃性能，並能增加製品的機械、耐熱等性能。
五、微膠囊化
將微膠囊化應用於阻燃劑是近年來發展起來的一項新技術。微膠囊化的實質是把阻燃劑粉碎分散成微粒，用有機物或無機物進行包囊，形成微膠囊阻燃劑，或以表面很大的無機物為載體，將阻燃劑吸附在這些無機物載體的空隙中，形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。溴類環保阻燃劑的微膠囊化有以下優點：可改善阻燃劑的穩定性；可改善阻燃劑與樹脂的相容性，使材料的物理機械性能降低的現象得以改善；可大大改善阻燃劑的多種性能，擴大其應用範圍。
六、納米阻燃技術
有些納米材料具有阻止燃燒的功能，將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中，利用其特殊的尺寸和結構效應，可以改變可燃材料的燃燒性能，使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術可以改變阻燃機理，提高阻燃性能。由於納米粒子的顆粒尺寸很小，比表面積很大，它所表現的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特徵，為設計和製備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
以上六種技術就是最新的阻燃技術研究成果，詳細在不久的將來，會有更多先進的技術應用到阻燃劑產品中，為大家提供更加安全的生活環境。
氧化鎂在各大行業用途
氧化鎂產品的用途廣泛，主要應用於電纜、橡膠、醫藥、膠粘劑、冶金、陶瓷等行業。隨著產業化升級與高新技術功能材料市場的需求及發展，研發生產出一系列高新精細氧化鎂產品，主要用於高級潤滑油、高級鞣革提鹼級、醫藥、食品級。矽鋼級、高級電磁級、高純氧化鎂等近十個品種的組成。
雖然氧化鎂屬於輔料，但應用與不同行業中所起的作用是十分巨大的。在電纜行業中的作用：起硫化促進劑、防焦劑、填充劑、吸酸劑、防火阻燃、耐高溫、耐腐蝕、耐磨的作用；在膠粘劑行業中的作用：起硫化促進劑、防焦劑、吸酸劑的作用，在樹脂反應液中加速反應。由此可見，許多產品添加氧化鎂，就如同日常生活中炒菜需要放味精，不放沒有味道，放一點這盤菜就色香味俱全。
近幾年來，隨著技術的發展，功能材料已成為研究的熱點，而功能材料的原料的質量量水平也就成為了功能材料發展的一個尺度。目前，主要開拓了在發光功能材料、光學功能材料、電子功能材料以及其他領域的應用。以上的功能材料對原料的純度有著非常嚴格的要求。
雖然國際上目前還沒有通用的行業標準，除了參考功能材料本身的應用要求之外，還會將化學試劑標準作為參考標準。以高純電子級鹼式碳酸鎂與氧化鎂為例，主要用於航空航天電子元件、軍用電子元件、通訊設備、雷達等，從而決定了高純電子級鹼式碳酸鎂與氧化鎂的技術指標要求。
氧化鎂的主要用途之一就是作為阻燃劑的使用。傳統的阻燃材料廣泛採用含鹵聚合物或是含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物。一旦發生火災，由於燃燒與熱分解，會產生大量地煙霧與有毒的腐蝕性氣體，會腐蝕儀器與設備，進而妨礙救火與人員疏散。根據統計數據，火災中80%以上的死亡事故是由材料產生的濃煙與有毒氣體造成的。因此，除了阻燃效率之外，低煙、低毒成為阻燃劑不可缺少的指標。
中國阻燃劑工業的發展極不平衡，氯系阻燃劑所占的比例較重，是各阻燃劑之首，其中氯化石蠟占壟斷地位。但是氯系阻燃劑在作用時會釋放出有毒氣體，這和現代生活所追求的無毒、高效存在很大地差距。因此，為了順應世界阻燃劑低毒性、低煙霧、無公害的發展趨勢，氧化鎂阻燃劑的開發、生產及應用是勢在必行的。