无机阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁

氢氧化铝（Aluminum Hydroxide, Al(OH)₃）简称ATH，氢氧化镁（Magnesium Hydroxide，Mg(OH)₂）简称MDH，作为无机阻燃剂的代表，因其高效、环保、低成本的特性，是阻燃领域的重要选择。

一、阻燃机理：

在燃烧时，ATH和MDH能吸热分解，降温灭火; 稀释氧气，抑制燃烧链; 燃烧时氢氧化铝形成陶瓷屏障层，同时具有消烟抑烟功能。

氢氧化铝在200-300℃发生分解反应：2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑

氢氧化镁在340℃-490发生分解反应：2Mg(OH) ₂ → 2MgO   +2H ₂O ↑

氢氧化铝和氢氧化镁热分解吸都能收大量热量，其中氢氧化铝吸收热量约1970 J/g，氢氧化镁吸收热量约1370 J/g，都能显著降低材料表面温度，延缓燃烧进程。分解产生的水蒸气可稀释氧气浓度，阻断自由基链式反应，抑制火焰蔓延。残留的Al₂O₃和MgO在材料表面形成致密保护层，隔绝热量与氧气传递，防止二次引燃。氧化镁可以促进聚合物表面成碳，形成稳定碳层，减少燃烧时烟毒雾的释放。

二、应用优势以及应用范围。

氢氧化铝和氢氧化镁不含卤素、重金属，分解产物为水和氧化镁及氧化铝，符合欧盟RoHS、REACH等环保法规。

玻璃纤维增强塑料玻璃钢（GFRP)领域， 氢氧化铝广泛应用于不饱和聚酯、环氧树脂玻璃纤维等玻璃钢领域，降低了阻燃应用成本，其中氢氧化铝跟我们公司产品Gsflame MA-77-867/863 复合应用，显著增加了阻燃效果，例如树脂100份，867/863 3-5份，氢氧化铝25-30份，做成的玻璃钢氧指数大于28.

电线电缆应用领域，在聚乙烯或PVC电缆领域，氢氧化铝与氢氧化镁复合应用可以代替填料，同时复配磷系阻燃剂，降低生产成本，提高阻燃效果。比如100份聚乙烯，添加100份氢氧化铝和氢氧化镁复配产品，加1.5份-2份的红磷阻燃剂，就能通过IEC60332电线电缆成束燃烧测试。

橡胶泡棉应用领域，氢氧化铝可以作为填料代替碳酸钙或滑石粉提高阻燃效果，例如在EPDM、NBR或NR橡胶，氢氧化铝配合我们公司产品红磷复配型阻燃剂Gsflame Pow RE32 在上述橡胶可以过UL-94V0级阻燃。

电路板（PCB板）上的应用，在环氧树脂基板中添加40%氢氧化镁，氧指数达到35%。通过UL94 V-0认证，适用于5G基站高速高频PCB，抑制电弧放电并降低火灾风险。

氢氧化铝和氢氧化镁与上述磷系阻燃剂Gsflame MA-77-867/863, Gsflame Pow Re32等产品在玻璃钢、电线电缆、橡胶等领域的应用可以降低阻燃剂20-40%量使用，提升阻燃效率，降低生产成本。

三、使用过程中的影响因素

氢化铝分解温度（200-300℃）低于部分工程塑料加工温度（如PC需300℃以上）。

由于氢氧化镁分解温度在340℃-490℃，氢氧化铝和氢氧化镁复配可以互为协同，增强阻燃效果。通过表面改性（硅烷偶联剂、钛酸酯包覆）也可以提升氢氧化铝的热稳定性。

填充量对力学性能的影响，氢氧化铝或氢氧化镁添加量（>50%）易导致材料脆性增加。采用纳米级氢氧化铝和纳米级别氢氧化镁（粒径<100 nm）减少填充量，或引入增韧剂（如POE弹性体）使材料强度和韧性提高。

氢氧化铝和氢氧化镁储存过程中易吸潮结块，影响分散性。采用表面疏水改性（如硬脂酸涂层），或开发原位合成工艺可以解决吸潮结块的问题。。

四、未来发展方向

纳米化技术：纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁（比表面积>50 m²/g）可提升阻燃效率30%以上，同时改善材料透明度，适用于电子器件封装。

复合协同体系：开发“氢氧化铝/氢氧化镁+二维材料（MXene、BNNS）”新型阻燃体系，通过物理屏障与催化成炭双重机制提升极限氧指数（LOI>35%）。或氢氧化铝/氢氧化镁与蒙脱土、硼酸锌等复配使用，降低使用量，提高阻燃效果。