合成材料目前已廣泛應用于交通、運輸、建筑、電子電氣、化工等領域,在國民經濟建設中發揮著巨大作用。但合成材料一般易燃,為了解決和消除這一隱患,阻燃劑應運而生。由于無機阻燃劑在合成材料中除有阻燃效果外,還有抑制發煙和氯化氫生成的作用,而且賦予材料無毒性、無腐蝕性,因而得到廣泛應用。在環保要求日益加強的今天,無機阻燃劑更是顯示出強大競爭力和發展潛力,其中氫氧化鎂便是無機阻燃劑的優秀品種。氫氧化鎂屬于添加型無機阻燃劑,與同類無機阻燃劑相比,具有更好的抑煙效果。由于火災中有80%由煙窒息而死亡,因此當代阻燃劑技術中“抑煙”比“阻燃”更為重要。氫氧化鎂在生產、使用和廢棄過程中均無有害物質排放,而且還能中和燃燒過程中產生的酸性與腐蝕性氣體,是一種環保型綠色阻燃劑。氫氧化鎂熱分解溫度高,比目前常用的無機阻燃劑氫氧化鋁高出140℃,可以使添加氫氧化鎂的合成材料能承受更高的加工溫度,利于加快擠塑速度,縮短模塑時間,同時亦有助于提高阻燃效率。氫氧化鎂粒徑細,對設備磨損小,利于延長加工設備使用壽命,同時原料易得,生產成本低,可廣泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高抗沖聚苯乙烯和ABS等領域。
由于氫氧化鎂具有許多優異特點,近10多年內國內外關于氫氧化鎂的基礎研究與應用研究十分活躍,目前國外有近10個國家的20余家企業生產20多個品種,總年產能力約17萬噸。許多國家目前仍在建設或計劃建設氫氧化鎂新裝置。據有關資料報道,近年將建設的氫氧化鎂裝置總年產能力約為14萬噸。我國目前氫氧化鎂阻燃劑年產能力約為1.3萬噸,主要生產廠家有山東膠州古河鎂鹽廠、上海振泰化工廠、河北武邑縣阻燃劑廠、江蘇南化集團連云港堿廠、山東;瘓F、溫州鉀肥廠等。與國外先進水平相比,我國企業規模小,品種少,技術水平低,亟待提高行業整體水平。
目前,氫氧化鎂主要工業化合成方法有氯化鎂熱解法和鹵水氨法連續沉降法。氫氧化鎂生產過程中存在兩大難題,一是普通氫氧化鎂制造比較容易,但作為阻燃氫氧化鎂要求其粒子呈纖維狀或片狀,需要特殊技術才能滿足要求;二是氫氧化鎂沉淀顆粒較細,粘性大,給洗滌、分離等后處理操作帶來困難。因此,目前迫切需要解決的問題是研究生產過程中有關陰離子及沉淀對產物性能的影響,通過改性研究,生產出不同物理指標的產品。改進現有制備工藝,制備出針狀或片狀氫氧化鎂,提高材料的扭曲強度和延伸率。如對鹵水氨法連續沉降法改進如下:精制鹵水與過量氨混合,在高溫高壓下反應,制備氫氧化鎂浮液,再進行分離、洗滌后,采用硬脂酸鈉等表面處理,最后經水洗、表面處理、過濾、干燥得到阻燃劑氫氧化鎂,控制反應條件,可以得到不同規格的產品;對氫氧化鎂的表面改性研究,選擇出性能優良的表面改性劑,使粒子的表面活性提高,改善分散性,提高阻燃效果、與高分子材料相容性、抗沖擊性能與熱性能,同時要擴大生產規模,提高經濟效益,拓展應用領域。
由于環保意識增強,國外已大量使用無機阻燃劑,其中美國、日本、西歐無機阻燃劑消費量分別占阻燃劑總消費量的60%、64%、50%。而其中無機阻燃劑以氫氧化鋁和氫氧化鎂為主。由于氫氧化鎂與氫氧化鋁相比有許多優點,因此氫氧化鎂所占比例越來越大。根據國外資料統計,西方發達國家氫氧化鎂阻燃劑消費量約占無機阻燃劑消費量的30%以上。美國、西歐、日本目前年消費量分別約為5萬噸、8萬噸、3萬噸。預計未來5年,美國、西歐、日本消費年均增長率分別為12%、8%、7%。基于上述分析,世界氫氧化鎂阻燃劑發展前景光明。
我國近年來合成高分子材料發展極為迅速,預計2002年塑料產量將超過800萬噸。按發達國家經驗估計,塑料阻燃劑年用量將達到60萬噸以上,若其中無機阻燃劑占50%,而氫氧化鎂阻燃劑占無機阻燃劑30%左右,則每年需要氫氧化鎂阻燃劑9萬噸,可見我國氫氧化鎂發展潛力巨大。
當今世界環保要求越來越高,對環境友好的無機阻燃劑氫氧化鎂受到各國重視,有關研究、合作開發、生產活動十分活躍,發達國家紛紛投入巨資進行研究開發,國際合作頻頻開展,除通用品種外,各種專用、復配型新產品層出不窮,應用領域不斷開拓,氫氧化鎂阻燃劑已廣泛應用于各種塑料制品,尤其是電線電纜用高性能氫氧化鎂阻燃劑,更是受到使用者歡迎。隨著我國合成高分子材料工業快速發展及阻燃法規不斷健全和完善,對阻燃劑需求隨之增加,作為無毒、抑煙型的環保無機阻燃劑氫氧化鎂需求更是十分迫切,我國又是鎂礦資源大國,具有得天獨厚的資源優勢和良好的市場前景。因此,我國應改進現有生產工藝,規;a,并加強氫氧化鎂應用研究,促進我國氫氧化鎂阻燃劑的生產與發展,滿足我國飛速發展的塑料工業的需求,同時加快我國阻燃劑工業產品結構調整。