水酸化マグネシウムの作用と応用概要

水酸化マグネシウムは新規な充填型難燃剤であり、熱分解時に結合水を放出し、大量の潜熱を吸収することにより、充填された合成材料の火炎中の表面温度を下げ、ポリマー分解を抑制し、発生した可燃ガスを冷却する作用がある。

水酸化マグネシウムは将来性の高い高重合体系複合材料を用いた無機難燃性充填剤である。水酸化アルミニウムと同様に、水酸化マグネシウム難燃剤は、熱を受けると化学分解して吸熱し、水を放出することによって難燃作用を果たすため、無毒、低煙及び分解後に生成する酸化マグネシウムの化学的性質が安定し、二次汚染が発生しないなどの利点がある。しかし、ハロゲン含有有機難燃剤に比べて相当な難燃効果が得られ、充填量は一般的に50%以上となる。水酸化マグネシウムは無機物であるため、表面と高重合体基材との相溶性が悪く、このような高い充填量は、表面改質処理を行わずに高重合体材料に充填すると、複合材料の力学的性能が低下する。そのため、高重合体基材との相溶性を改善し、充填材の力学的性能を低下させず、さらには材料の部分的力学的性能を向上させるために、表面改質処理を行う必要がある。

実験により、変性されていない水酸化マグネシウムはPP中に凝集体の形で存在し、粉体自体は極細であるが、粒子表面とPP基体が相溶していないため、粒子凝集体とPP基体の間には明らかな境界があり、空洞もあることが証明された。脆断時に水酸化マグネシウム粒子が逃げた後に形成された空洞は、未変性の水酸化マグネシウムがPP中で充填難燃性の役割を果たすだけで、PPと化学結合しないことを示している。表面改質された水酸化マグネシウムはPPマトリックス中に均一に分散し、粒子の大部分は原級粒子または小凝集粒子の形で材料中に分散して存在する。

水酸化マグネシウムは熱を受けると分解して水分を放出し、その過程で大量の熱を吸収し、材料表面の温度を下げることができる。同時に、放出された水蒸気は可燃性ガスを希釈し、炎の広がりをさらに抑制することができる。また、水酸化マグネシウムが分解されて生成される酸化マグネシウムは、材料表面に保護層を形成し、酸素と材料の接触を遮断することができ、難燃性の効果を得ることができる高温耐性物質である。

水酸化マグネシウムの応用分野

1.プラスチック業界：プラスチック製品に水酸化マグネシウムを添加することで、製品の難燃性を著しく向上させ、火元に遭遇した時に燃えにくくし、人々の生命と財産の安全に有力な保障を提供することができる。

2.ケーブル業界：ケーブルは電力伝送の重要な担体として、その防火性能は極めて重要である。ケーブル材料への水酸化マグネシウムの応用は、ケーブルの耐火レベルを効果的に高め、火災事故の発生を減らすことができる。

3.建築材料：建築分野において、水酸化マグネシウムは防火板、防火塗料などの製品の製造に広く応用され、建築物の防火安全に堅固な障壁を提供した。