阻燃剂氢氧化镁改性技术研究进展
晓铭
随着人们对环境保护的日益重视，低毒、低烟、无腐蚀性的无机阻燃剂备受青睐。与同类无机阻燃剂相比，氢
氧化镁（MH）除具有更好的阻燃、消烟和填充三重功能外，同时还使材料无毒、无腐蚀，是一种环境友好型阻燃剂，
近几年成为各国研究开发的热点。
一、超细化
普通MH粒径大，在基材中的分散性很差，添加后会影响材料的机械强度，可以采用超细化的方法对其进行处理，
将MH粉体粉碎，采取适当的手段尽量减小颗粒的粒径，使MH可以均匀地分散到树脂中，改善二者的相容性，从而
达到减少用量和提高阻燃效果的目的。MH经过超细化处理，对设备的磨损小，可广泛应用于PP、PE、PVC、HIPS以
及ABS树脂等的阻燃。
天津科技大学王福强等选择了两种不同粒径的MH和红磷作为PP的阻燃剂，研究发现小粒径阻燃剂比大粒径阻
燃剂对提高复合材料的阻燃性表现更优越，添加粒径为4μm的MH复合材料，其氧指数要高于添加粒径为12μm的
MH复合材料，并且当MH添加量达到150份时，PP/(12μm)MH阻燃材料的垂直燃烧级别为V-1级，而PP/(4μm) MH
为V-0级。
二、表面改性
MH是一种表面极性很强的无机化合物，常规方法合成的产物在高聚物中的分散性及相容性差，影响复合材料的
加工性能；用作阻燃剂时，其添加质量分数大于40%方能取得理想的阻燃效果，会降低复合材料的机械力学性能。
因此，为了提高MH的阻燃性，一般通过各种表面改性剂与MH颗粒的表面发生反应和表面包覆处理来改变其表面状
态，增强与聚合物的相容性，进而拓宽其应用范围。目前，MH的表面改性可分为表面活性剂处理、偶联剂处理和微
胶囊化包覆。
1．表面活性剂改性
河北唐山师范学院刘立华采用硬脂酸镁对MH进行湿法表面改性，考察了硬脂酸镁用量、改性温度以及改性时间
对改性效果的影响。实验结果表明，在硬脂酸镁用量为3%，改性温度为90℃，改性时间为40min的条件下制备的产
品性能优良，活化指数达到99.4%，吸油值由改性前的78.6%下降到40%，黏度较改性前明显降低，硬脂酸镁分子在
MH表面发生化学吸附键合。
新疆大学闫海妮等采用硬脂酸对MH进行表面改性处理，并将改性前后的MH分别以4∶6和7∶3的质量比与PVC
共混，研究其分散性优劣。实验结果表明，改性剂用量8%(相对干粉质量)，反应时间40 min，反应温度70℃时改
性效果最佳；共混材料通过扫描电子显微镜和红外化学成像的方法分析，表明改性后的MH分散性良好。
湖南工业大学陈一等通过油酸钠湿法表面处理纳米MH共混改性阻燃HDPE。研究油酸钠表面改性机理及用量对
体系阻燃性、力学性能及流变性能的影响。结果表明，油酸钠湿法改性MH可提高体系的阻燃性能和力学性能。在
HDPE∶MH=100∶60时使用5%MH的油酸钠，体系拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高约12%、10.5%和8%，而
氧指数提高12.5%达到29.9%，垂直燃烧等级达FV-1级。
上海市消防总队朱磊等研究了用不同表面活性剂改性MH阻燃剂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MH 能更好改善复合材料的力学性能，显著提高PP的阻燃性能。在用量为65.70%
时，氧指数达到32.45，垂直燃烧特性可达LL-94 V-0级。
盐城工学院安晶等以MH为阻燃剂，硬脂酸钠为改性剂，将MH加入到聚合物中，对比改性前后阻燃性能差异。
结果表明，当MH添加量为60%时，改性处理后的复合体系的氧指数上升明显，达到32.5%，且能够自熄；而未处理
的复合体系的氧指数仅为19.6%，不能自熄。
2．偶联剂改性
山东聊城大学滕谋勇等分别采用稀土偶联剂、硅烷偶联剂以及钛酸酯偶联剂对MH进行表面改性，并对改性后的
MH填充聚乙烯进行了研究。考察了偶联剂用量、处理温度、时间对MH表面改性效果的影响。结果表明，稀土偶联
剂对MH的改性效果较其它二者要好，当稀土改性后的MH填充量为140份时，复合材料的阻燃性达到了UL94V-0标
准，力学性能较好；通过SEM观察表明，稀土改性后的MH在LLDPE基体树脂中的分散性明显优于未经改性的。
湖南工业大学陈一等通过纳米MH及MH/RDP-NP(二苯基磷酸酯/热塑性酚醛树脂)复合体系改性HDPE。实验结果
表明：纳米MH对HDPE的阻燃性能和力学性能影响均好于微米MH，HDPE/纳米MH的质量比为100/60时，其垂直燃
烧等级可达FV-2级，但力学性能下降了30%；经质量为MH的3.5%的硅烷偶联剂(SC)改性后，体系的氧指数可提高
9.8%，冲击和拉伸强度提高20%；配比为3:1的MH/RNP-NP占HDPE质量的40%时，体系可达阻燃要求，垂直燃烧等
级达FV-1级，而力学性能较纯树脂下降不大，降幅在20%以内。
公安部四川消防研究所唐勇等研制了用硅烷和钛酸酯偶联剂表面改性后的MH/PP复合材料。结果表明，硅烷偶
联剂表面改性后的MH能更好改善复合材料的力学性能，显著提高PP的阻燃性能，在用量为65%时，氧指数达到31.9%，
垂直燃烧特性可达UL94V-0级。
西南交通大学陈晓浪等研究了表面处理剂（钛酸酯和硅烷偶联剂）对PP/纳米MH阻燃复合材料性能的影响。结
果表明，偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度，改善体系的流动性，材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的
提高，阻燃性能也得到了改善。
3．包覆改性
河北大学刘建州等通过均匀沉淀法制备了羟基锡酸锌包覆的纳米MH，并将其应用到PVC中。在对体系的阻燃性
能进行研究时发现，当添加量为30份时，添加经基锡酸锌包覆的纳米MH复合材料的氧指数为43.80，添加未改性
纳米MH的复合材料氧指数为33.60，可见MH经改性后，复合材料的氧指数有明显提高，但烟密度等级由未改性的
53.95%升至64.75%。
东华大学陈旭等采用蜜胺树脂作为壁材对MH粉末进行了微胶囊包覆试验，研究了各种反应条件对微胶囊制备的
影响，将其作为阻燃剂添加到乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）中。结果表明，改性后的MH能够大幅提高EVA的阻燃性
能，MH的质量分数为60%时，垂直燃烧从未改性的V-2级别提升到V-0级。
三、其他
沈阳工业大学李三喜等为了改善MH和PE的相容性，采用硬脂酸镁和硅烷偶联剂A对MH进行干法改性，并且通
过红外光谱等表征手段证明了改性剂与MH之间发生了化学吸附。研究结果表明，与纯PE相比，MH添加量达到35%
时，MH/PE共混体系的拉伸强度从23.71 MPa下降到20.57 MPa，氧指数从18.6增加到26.0，热失重残余量从0增
加到22%；与未改性MH相比，改性MH在共混体系中具有更好的分散性。
四、发展方向
MH作为一种绿色环保型阻燃剂，随着高分子工业的蓬勃发展，其用途和用量必将不断增加。今后MH阻燃剂的
发展应该向以下几个方面努力：（1）超细化研究，以增强界面的相互作用，有效地改善共混料的机械性能；（2）加
强MH复合阻燃剂的研究开发，选择其他阻燃剂与MH配合，利用阻燃增效作用，降低添加量，提高阻燃性能；（3）
开展表面改性机理、新型改性剂等方面的研究，进一步增加MH的稳定性，抑制颗粒间二次或多次团聚现象的发生。
超细化以及表面改性仍将是MH阻燃剂的研究方向，工业应用更期待能够研究出更优化的MH超细化制备方法，找到
更高效的表面改性剂和协同阻燃剂，以使MH发挥更大的作用。