【广源集团】水菱镁石与水镁石在PVC线缆中的阻燃抑烟性能对比
我国含镁非金属矿物资源十分丰富，其中水菱镁石是近年来在西藏班戈湖一带新发现的一种含镁非金属矿（4ＭｇＣＯ3 ·Ｍｇ(ＯＨ)2·4Ｈ2Ｏ），属于世界上少见的一种天然水合碱式碳酸镁矿石，储量丰富，其质地纯净、色泽洁白，由小球状形成块状、质地较轻、较硬、多孔，放入水中有小气泡浮出，是一种独特的含镁矿石，也是制备阻燃剂等镁制品的优质矿产原料。
图1 水菱镁石原矿
水镁石又称氢氧镁石，其主要成分为氢氧化镁，是迄今为止发现的含镁量最高的一种矿物，在1989年被日本水泽公司首次利用产自中国的水镁石成功地开发出镁质阻燃剂，开创了利用天然矿物生产氢氧化镁阻燃剂的先河。其外观为白色粉末，密度为2.3-2.6g/cm3，折射率1.561-1.581，莫氏硬度为2.5，体积电阻108-1010Ω·cm，难溶于水，PH值为10.3，其初始热分解温度为340℃，当温度达到430℃时，分解速率加快，到490℃时分解完全，分解吸热量为0.77kJ/g，热稳定性能很好，是一种很好的绿色环保无机阻燃材料。
图2 水镁石原矿
表1 水菱镁石粉与水镁石粉的性能指标
注：粒径由百特BT-9300ST激光粒度仪测试
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175℃，保压5min；将压制好的片材经自动取样器裁剪成标准样条，对样条进行性能测试。
表2 实验配方
PVC，型号为SG-5，甘肃银达化工有限公司；DOP，上海文华化工颜料有限公司；稳定剂，石家庄聚源丰化工有限公司；水镁石粉（氢氧化镁），GY-2000，GY-3000，GY-6000，江西广源化工有限责任公司；水菱镁石粉，自制。
开炼机：KY-3203，东莞市厚街开研机械设备厂；压片机：KY-3201-A型，东莞市厚街开研机械设备厂；激光粒度仪：BT-9300ST型，丹东百特仪器有限公司；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；烟密度测试仪：型号ATS-JCY-03，上海埃提森仪器科技有限公司。
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；
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；
图2 不同粉体的氧指数对比
由图2可以看出，在相同配方下，水镁石粉GY-6000氧指数最高，为26.7%；其次是水镁石粉GY-3000，氧指数为26.4%；再次是水镁石粉GY-2000，氧指数为26.2%；然后是水菱镁石粉，氧指数为26.1%；碳酸钙GY-716最差，氧指数为23.3%。
图3不同粉体的最大烟密度对比
由图2可以看出，在相同配方下，水菱镁石粉的最大烟密度最小，为86.13%，其次是水镁石粉GY-6000，为91.65%；再次是水镁石粉GY-3000，为94.10%；然后是水镁石粉GY-2000，为95.74%；碳酸钙GY-716最差，最大烟密度为99.8%。
通过两者的阻燃和抑烟效果对比，发现水菱镁石粉的对氧指数的贡献没有水镁石粉高，但水菱镁石粉的最大烟密度最低，在抑烟效果方面优势明显，是一种很好的抑烟阻燃无机粉体材料。
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