氢氧化镁在阻燃玻璃钢中的应用
玻璃纤维增强聚酯,通称聚酯玻璃钢,它的主要成分之一是由一种不饱和聚酯树脂玻璃纤维组成。国外称“玻璃纤维增强塑料”, 代表符号为FRP, 属于热固性玻璃钢。由于FRP强度高、质量轻、耐腐蚀、易加工、电热性能好、成本低等特点,在工业、交通、建筑、矿山等领域应用十分广泛。但是,由聚酯树脂制成的玻璃钢是可燃的,不饱和树脂的燃烧氧指数(LOI)为 20%, 因此在实际使用中,往往要考虑增强它的阻燃性能。以往人们用得最多的是含卤有机阻燃剂,或是含卤有机阻燃剂+三氧化二锑等方法, 但它们在燃烧时会发出大量黑烟和有毒气体,已逐渐被限制使用。近年来,人们出于防火和生命财产安全的考虑,对无卤、阻燃、抑烟等性能的聚酯玻璃钢的需求日趋迫切,无论是品种和用量都越来越多。因此,无机阻燃剂在聚酯玻璃钢中的应用量也越来越大,如氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸铵、硼酸锌等,都是阻燃玻璃钢的常用无机阻燃剂。
以往在阻燃玻璃钢中,使用最多的无机阻燃剂当属氢氧化铝,该阻燃剂同时具填充、阻燃、抑烟、无毒害等许多优点,但该阻燃剂的缺点是耐热温度较低, 在受热温度低于205℃时是稳定的, 越过220℃即发生分解。因此这类FRP产品,在使用时要注意205℃这一温度界限,其使用受到一定限制。另外,氢氧化铝是化学合成产品,市售价格较高,由于这类无机添料在FRP中添加份额较大, 一般占FRP 组成的40%~60%以上,才有明显的阻燃作用,因此,它的使用成本也是用户要考虑的。
氢氧化镁的阻燃及消烟机理与氢氧化铝极为相似,但它有如下突出优点, 首先是它的分解温度较高,受热至340℃才开始分解成MgO和H2O,不但阻燃效果好,还可以满足市场对耐温较高的阻燃FRP的需求。同时,氢氧化镁分解生成的活性MgO,极易吸收自由基和碳,因此能延迟材料引燃时间,它的催化氧化作用能减少烟的生成及烟的逸出速度。它的抑烟能力是氢氧化铝的一倍,更好地避免了燃烧时对环境的污染,而且它的加工流程短,生产成本较低。氢氧化镁是阻燃FRP的良好填料,效果与氢氧化铝基本相当, 但价格便宜, 可降低FRP的生产成本,值得推广。