江西广源集团研发中心  宋建强

随着高分子材料的大规模应用，特别是在当前国家对安全环保问题的高度重视下，高分子材料可燃带来的火灾危害越来越受到政府和人民群众的普遍关注。

目前实际应用的阻燃剂品种繁多，主要有卤系、有机磷系、磷-氮系、有机硅系及无机类的铝系、镁系、硼系、锑系、钼系、锡系等。其中，锑系、卤系（尤其是溴系）阻燃剂是目前世界上产量和用量较大的有机阻燃剂，但使用有机阻燃剂制成的材料，在大火中散发出有毒气体和浓烟，使火场能见度低，给消防和救护造成严重困难，甚至使人、畜中毒死亡。且有机阻燃剂价格较高，也使它的应用受到限制，尤其是在欧洲，由于受到环境保护组织的压力，有卤阻燃剂正以3%的速度逐年递减。

高分子材料的阻燃、低烟、无卤、环保对确保人们生命财产安全至关重要，已经成为高分子材料发展和研发的主要方向之一。氢氧化镁是目前正推广的无公害无机阻燃剂，其在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，不影响树脂电气绝缘性，而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体，是一种环保型绿色阻燃剂。

*1氢氧化镁的物理性能指标

不同细度Mg（OH）₂的性能指标

*2实验工艺

按实验配方称取原料，然后混合搅拌均匀，经充分搅拌后的物料在双辊开炼机混炼，混炼温度170℃，混炼时间5 min；将混炼好的物料称取一定质量在小型压片机上压片，温度170℃，保压5min；将压制好的片材经自动取样器裁剪成标准样条，对样条进行氧指数、烟密度、力学性能（拉伸、断裂，试样为5型，厚1mm，拉伸速度50mm/min ）的测试。

*3实验配方

*4主要原材料

（1）PVC ：牌号 SG5，甘肃银达化工有限公司；

（2）领苯二甲酸二辛酯（DOP）：化学纯，上海麦克林生化科技有限公司；

（3）超细氢氧化镁（GY-1250、GY-2000、GY-3000、GY-6000）：工业级，江西广源化工有限责任公司；

（4）复合稳定剂：HL-45，石家庄聚源丰化工有限公司。

*5主要仪器及设备

（1）开炼机：KY-3203，东莞市厚街开研机械设备厂；

（2）压片机：KY-3201-A型，东莞市厚街开研机械设备厂；

（3）激光粒度仪：3000E型，英国马尔文公司；

（4）万能力学性能实验机：型号UTM-1422；承德金建检测仪器有限公司；

（5）全自动氧指数测定仪：型号JF-5，承德金建检测仪器有限公司；

（6）烟密度测试仪：型号ATS-JCY-03，上海埃提森仪器科技有限公司；

（7）电子比重计：DH-300型；

（8）比表面积仪：美国康塔2000E；

（9）扫描电镜：SU8010型，日立场发射扫描电镜，日本日立公司。

*6性能测试

（1）拉伸、断裂性能测试：采用承德金建检测仪器有限公司UTM-1422型，按GB/T1040-2006测试；

（2）密度测试：按GB/T1033.1-2008测试；

（3）氧指数测试：采用承德金建检测仪器有限公司JF-5型，按照GB/T2406.2-2009标准进行测试；

（4）烟密度测试：采用上海埃提森仪器科技有限公司ATS-JCY-03型，按照GB/T8627-2007标准进行测试；

*7氢氧化镁的SEM 图片

*8实验结果

8.1 不同细度氢氧化镁对PVC环保线缆料的拉伸强度影响

上图为为四种氢氧化镁改性的PVC环保线缆料的拉伸强度曲线。从图中可以看出，随着氢氧化镁添加量的逐渐增大，PVC环保线缆料的拉伸强度逐渐下降；在相同氢氧化镁的添加份数下，氢氧化镁的粒径越细制备的PVC环保线缆料的拉伸强度最大。这表明细的粒径氢氧化镁对基体材料有明显的增强改性效果。

8.2不同细度氢氧化镁对PVC环保线缆料的比重影响

上图为为四种氢氧化镁改性的PVC环保线缆料的比重曲线。从图中可以看出，随着氢氧化镁添加量的逐渐增大，PVC环保线缆料的比重逐渐增大；在相同氢氧化镁的添加份数下，氢氧化镁的粒径越细制备的PVC环保线缆料的比重越小。这与之前碳酸钙粉体的比表面积分析结果一致，比表面积大，制备的PVC电线电缆料的比重就低，这将有利于提高单位质量所制备的电线电缆的长度。

8.3不同细度氢氧化镁对PVC环保线缆料的极限氧指数的影响

从上表中可以看出，随着氢氧化镁添加量的逐渐增大，PVC环保线缆料的极限氧指数逐渐提升；在相同氢氧化镁的添加份数下，氢氧化镁的粒径越细制备的PVC环保线缆料的极限氧指数越大。这表明氢氧化镁的细粒径有利于提升材料的阻燃效果。

8.4不同细度氢氧化镁对PVC环保线缆料的烟密度的影响

从上表中可以看出，随着氢氧化镁添加量的逐渐增大，PVC环保线缆料的最大烟密度和烟密度等级呈逐渐下降趋势；在相同氢氧化镁的添加份数下，氢氧化镁的粒径越细制备的PVC环保线缆料的最大烟密度和烟密度等级越小。这表明氢氧化镁的细粒径有利于降低材料的烟密度，抑制烟雾的生成。

*9总结

粒径是考核氢氧化镁的一个重要指标，对阻燃、抑烟和力学性能有较大的影响。本实验采用广源集团生产的不同细度氢氧化镁添加在PVC环保电缆料中，考察颗粒粒径对PVC环保电缆料的力学性能、比重、极限氧指数、烟密度的影响，为厂家选用产品提供技术数据支持，在PVC环保电缆料中推荐GY-3000和GY-6000两款氢氧化镁。