【技术控】氢氧化镁阻燃剂在电缆料中的应用
一前言
随着高分子材料应用领域的不断拓展，阻燃技术也日益引起人们的重视。70年代以来，阻燃剂已成为塑料、橡胶助剂中用量仅次于增塑剂的精细化学品。近年来在美国、日本、欧洲的发达国家一直保持较高速度的增长，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，卤系（重点是溴系）阻燃剂是目前世界上产量和用量最大的有机阻燃剂，但使用有机阻燃剂的合成材料，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。又由于有机阻燃剂价格较高，也使它的应用受到限制。特别是在欧洲，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。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。
电线电缆具有输送能源、传递信息的重要作用，被誉为国民经济的“血管”和“神经”，在国民经济中占有极其重要的地位。“十三五”期间我国的电网总投资达到1.5万亿元，较“十二五”期间投资增长140%，仅国家电网公司就将新增330kV及以上输电线路达6万km。可以预见，西电东送、骨架电网升压扩容、全国联网等大规模的电网建设将为电线电缆行业提供广阔的发展空间。近几年中国通信行业基础设施的建设也如火如荼，其中宽带网、有线电视联网及有线电视网双向宽带改造等正处于超速发展的阶段。通信行业的快速增长给电线电缆行业创造了巨大的市场需求，同时也将逐步带动电线电缆行业产品结构的调整。与此同时，核电站、地铁、汽车、造船、煤矿、建筑等领域的电线电缆需求也十分旺盛。
目前，我国有电线电缆生产企业近5000家，产值4000亿左右，阻燃线缆约占线缆产品的60%。我国线缆构成主要是PVC线缆，2015年消耗量在60万吨，PE、EVA为主的聚烯烃线缆20万吨，交联型热固聚烯烃3万吨，以及热塑性弹性体线缆7000吨。共有300多家电缆料生产企业，2015年国内电缆料产量为55万t左右，2017年约为71万t。
目前，欧美、日本等发达国家已严禁使用或进口非环保型电缆。欧盟在RoHs指令中规定：投放市场的电气设备产品中不能含有铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚、聚溴联苯等6种有害物质。ROHS指令对电缆料行业也产生了很大的影响，尤其对于阻燃电缆料，对其在加工配方中使用的阻燃剂和其他助剂在环保方面提出了更高的要求。电线电缆在生产和使用过程中，对环境的影响越来越受到业界的重视，目前，瑞士、德国、瑞典、美国、日本等国家，对电缆料产品的生产和使用都制定了严格的法律，并且限制并将最终取消PVC在电线电缆工业中的应用。
近年来，我国也相继颁布了很多行业标准。1998年，北京市供电局颁文规定，在所辖系统禁用PVC电缆。2001年，有关部门颁布了光缆用低烟无卤材料相关标准。同年，公安部颁布了阻燃及耐火电缆分级和有关要求。2002年，北京市政府向国际奥委会承诺奥运村将全部采用环保型建筑材料。2002年10月上海市建委规定：在上海大型建筑或公共活动场所，禁止使用PVC等非环保型电缆产品。2008年的北京奥运村、2010年的上海世博会都出台了全部使用环保型电缆产品的相关政策规定。
氢氧化镁在低烟无卤线缆领域具有一定的技术优势，但由于进口氢氧化镁价格较高，约2.5-3万元/吨，限制了其大规模使用，目前主要使用7000元/吨的合成法氢氧化铝，消耗量在8-9万吨，但由于氢氧化铝耐温、阻燃效率、抑烟性能已经抗滴落性能都不如氢氧化镁，所以只能应用于要求不高的电线电缆中。高纯氢氧化镁阻燃剂主要用于热塑性弹性体领域，以及高端电子线领域。这两个领域因加工温度高、外观要求严格，氢氧化铝不能满足要求，未来五年，对高端氢氧化镁需求量在10000吨/年。
近年来，随着人们对电缆料的性能要求越来越高，各种高性能、环保、阻燃电缆料被源源不断地开发出来，无论国内还是国外，无卤化是阻燃电线电缆发展的方向，市场前景非常广阔，具有很大的市场潜力。
二氢氧化镁阻燃剂简介
氢氧化镁为六方晶系或无定形片状晶体的白色粉末，水溶液呈碱性，相对密度2.36g/cm³。溶于稀酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。在水中溶解度（18℃）为0.0009g/100g。易吸收空中的二氧化碳。在350℃分解成氧化镁和水。高于500℃失去水转化为氧化镁。氢氧化镁是一种无机弱碱类产品，因其具备较强的缓冲性能、较高的活性和吸附能力、处理使用安全以及无腐蚀性、无毒、无害等诸多独特性能，因此被称为“绿色安全中和剂”、 “环境友好阻燃剂”以及“第三种碱”，是推行可持续发展战略、保护环境和有益生态发展进程中备受青睐和推崇的产品之一，近年来的生产和应用领域在迅速扩大。
国外氢氧化镁消费情况
从产品消费市场来看，国外消费集中在烟道脱硫、水处理、阻燃剂三大领域。
目前氢氧化镁主要有三种生产工艺：矿石粉碎（产品简称“矿法氢氧化镁”）、化学合成（产品简称“化学法氢氧化镁”）、化学合成+晶型整理（产品简称“特种晶型氢氧化镁”），三种生产工艺所制备出来的氢氧化镁化学指标及物理性能差异较大，主要指标对比如下表：
三专业制造商——潍坊海利隆镁业公司简介
潍坊海利隆镁业有限公司是于2011年整合了山东海龙股份有限公司（股票代码:山东海龙000677）的两家子公司：山东凯利隆化工有限公司及山东海龙镁业科技有限公司的资产、技术及营销资源组建成立的。公司总部位于山东省潍坊市寒亭区文化广场辰硕大厦B座9楼，交通便利、环境优美、人文气息浓厚，欢迎您的光临指导。
生产能力：海利隆公司目前有潍坊寒亭深加工及研发基地、潍坊昌乐氧化镁煅烧分厂以及青海格尔木高纯氢氧化镁、高纯氧化镁合成及深加工基地。目前已经具有：高纯氢氧化镁合成生产线一条，年产能10000吨；特种晶型结构氢氧化镁阻燃剂2000吨；高纯氧化镁煅烧有四条连续生产线、四条间歇煅烧生产线，年产能为6000吨；深加工生产线五条，产能8000吨。
核心技术：海利隆公司自主研发的以氯化镁+氢氧化钠为原料合成六角片状氢氧化镁阻燃剂，实现了水热合成、微胶囊改性技术的突破，是国内最早开发出与美国雅宝、日本协和相媲美的高端氢氧化镁阻燃剂产品的企业；海利隆公司是国内高铝盖板玻璃及光电玻璃用高纯重质氧化镁标准起草者,为高端玻璃国产化做出了一定贡献；开发设计的复配系列产品为众多高分子材料生产企业提供了可靠的低烟无卤阻燃技术配方。
研发实力：海利隆公司立足高端镁盐的深加工研发，遵循“精于镁盐，专注阻燃”的技术研发理念，依靠企业强大的技术研发能力，可以为您“量身定做”氢氧化镁、氧化镁、碳酸镁、低烟无卤阻燃剂系列产品，是您开发新产品、新材料的可靠助剂供应伙伴。
随着企业研发实力及生产能力的增强，海利隆公司陆续开发了磷氮系阻燃剂、镁铝系阻燃剂以及硼酸锌等复配型低烟无卤阻燃剂，是高分子材料复配阻燃体系的倡导者和领先者。
四氢氧化镁阻燃剂系列产品的应用领域
潍坊海利隆镁业有限公司所生产的矿石法氢氧化镁阻燃剂（牌号H1210、H1211、H1216）、化学法氢氧化镁阻燃剂（H1611、H1616）、特种晶型氢氧化镁阻燃剂（H1410、H1411、H1412、H1416）广泛应用于电线电缆、工程塑料及其它高分子材料中，具体应用领域如下：
本文由中缆在线-机电网通讯员俱乐部成员徐松林提供
本文来源：机电网【 jidian.cn 】
本期 编辑/郎兵 设计/牛力
