氢氧化镁阻燃剂超分散剂表面改性及其应用

摘要

目前,氢氧化镁作为一种绿色环保型阻燃剂,受到了越来越多的重视,很多国家都以氢氧化镁替代传统的卤系阻燃剂做阻燃剂使用。然而氢氧化镁阻燃效率低,必须在较大的填充量下才能达到阻燃效果,从而严重恶化材料的机械力学及加工性能,因此必须对氢氧化镁进行表面改性,以改善材料的机械力学性能。现已有氢氧化镁表面改性研究一般采用表面活性剂或偶联剂作为表面改性剂,而采用大分子表面改性剂的研究较少。超分散剂以前主要应用在颜料的分散问题上,而其作为一种大分子表面改性剂,在氢氧化镁表面改性方面的研究极少。本课题主要对超分散剂表面改性超细氢氧化镁进行了研究,并通过观察改性粉体在LDPE中的应用效果,考察了超分散剂改性氢氧化镁的可行性。
　　 本研究通过调节反应温度和时间,合成出不同分子量大小的聚氨酯超分散剂(PU),并用其中几种分别改性超细氢氧化镁,对比MH/LDPE复合材料的极限氧指数和拉伸性能,从而找出更适合于氢氧化镁表面改性的聚氨酯超分散剂。用该聚氨酯超分散剂以及外购的三种WB系列超分散剂和一种钛酸酯偶联剂改性氢氧化镁,通过沉降速度、BET、FTIR、XRD、TG-DSC等测试手段对改性粉体进行表征。通过LDPE添加实验,对比分析各改性剂对复合材料性能的影响。实验结果如下：⑴当预聚反应在80℃下反应3h,扩链反应在80℃、70℃以及50℃下,共反应3.5h,实验成功制备出了与理论设计分子量相一致的聚氨酯；⑵用分子量为3284g·mol-1的聚氨酯改性氢氧化镁,复合材料的拉伸性能和阻燃性能较好；⑶几种不同改性剂的使用对复合材料LOI的影响均不大;钛酸酯偶联剂TM-58作为传统的表面改性剂,可以有效改善复合材料的拉伸性能,而自制超分散剂PU和外购WB-13000也能使材料拥有良好的拉伸性能,WB-3000和WB-21000次之；⑷通过对比TM-58与超分散剂的改性效果,可以看到,超分散剂能够作为氢氧化镁的表面改性剂使用,并且能够有效改善复合材料的机械力学性能。