氫氧化鎂的分類
氫氧化鎂按生產方式來分，可分為機械研磨法(也即我們常說的水鎂石)和化學合成法，其中機械研磨法的生產能力為30-50萬噸，主要集中在遼寧一帶。化學合成法又可分為水熱法、沉淀法、氧化鎂水化法等。氫氧化鎂阻燃劑主要應用于各類橡膠和塑料領域，其中用量最大的還是機械研磨法制備的超細氫氧化鎂。
超細氫氧化鎂是由天然水鎂石礦物經超細粉碎，并進行一定的表面處理制作的一類無機阻燃劑。由水鎂石生產的氫氧化鎂阻燃劑，源頭采用天然礦物，加工全過程基本上是零排放，可以說從源頭到產品都符合綠色化要求，均無毒無害，為環境友好型阻燃劑，因此被譽為“綠色環保型阻燃劑”，具有巨大的市場應用前景。
水鎂石簡介
水鎂石的主要成分為氫氧化鎂，是自然界中含鎂較高的礦物之一，理論組成為：MgO 69.12%、H2O 30.88%。水鎂石屬于三方晶系，常見片狀集合體，有時成纖維狀集合體，其解理面為珍珠光澤，硬度2.5，比重2.3~2.6g/cm³。
圖1.遼寧鳳城水鎂石原礦
我國是鎂資源大國，氫氧化鎂阻燃劑具有得天獨厚的資源優勢和良好的市場前景。據統計，水鎂石全國儲量約為2500萬噸，其中：遼寧省鳳城、寬甸水鎂石礦藏儲量1000萬噸，是目前世界上發現的最大的水鎂石礦;陜西黑木林(儲量約780萬噸)，吉林集安(儲量大于200萬噸);另外，河南西峽、青海祁連山、四川尖石包等地也發現水鎂石礦床。
圖2：海城新廣源粉體材料有限公司
氫氧化鎂阻燃劑的阻燃機理
無機阻燃劑一般都是在氣相或凝聚相發揮阻燃作用。對于超細氫氧化鎂阻燃劑，其阻燃機理可歸納如下：
1)冷卻效應。氫氧化鎂在受熱時會分解，吸收大量的潛熱，由此降低聚合物表面的實際溫度，減慢聚合物裂解速度，減少可燃物的產生;
2)稀釋效應。氫氧化鎂在受熱燃燒的同時釋放出大量的水蒸氣，水蒸氣屬于非可燃性氣體，可起到稀釋可燃性氣體和表面氧氣的作用，從而使得燃燒不能繼續進行，起到氣相阻燃的效果。與此同時，氫氧化鎂阻燃劑在聚合物中體系中的填充量都較大，在一定程度上也可稀釋固相中可燃物的濃度，從而提高制品的阻燃性;
3)隔絕效應。氫氧化鎂受熱后分解生成一層氧化鎂致密層，氧化鎂是一類絕佳的耐火材料，覆蓋于高聚物表面能提高高聚物抵抗火焰的能力，起到隔絕空氣阻止燃燒的目的。而分解后的氧化鎂也有利于聚合物表面成碳，碳層也是一類優良的隔絕層;
4)抑煙效應。氫氧化鎂的阻燃作用主要發生在固體降解區外層，對固體降解區和預燃區的作用很小，這就使得可燃物質的燃燒不受影響，故產生的煙霧也相對較少。而氫氧化鎂外層燃燒所釋放的煙霧也會被分解時產生的水蒸氣稀釋或吸收，故而起到較好的消煙作用。
綜上可知，氫氧化鎂是一類添加型的高效阻燃劑，具有阻燃、消煙、防滴、填充等多重功能，不僅可以中和燃燒過程中產生的酸性腐蝕氣體，還不排放有害物質，是一種綠色環保型阻燃劑。
超細氫氧化鎂阻燃劑的優勢
由于氫氧化鎂熱穩定性好，不產生腐蝕性氣體、不揮發、效果持久、沒有毒性、價格低廉。同時與氫氧化鋁比，它熱分解溫度高，在阻燃機理、分解能力、熱容、炭化作用、抑煙能力、硬度、生產成本等方面都具有明顯的優勢。具體而言：
a) 氫氧化鎂的分解能(1137 kJ/g)比氫氧化鋁的分解能(1117 kJ/g)高，且熱容也高7%，這有助于提高阻燃效率;
b) 氫氧化鎂硬度比氫氧化鋁低，加工時對設備的磨損較小，可延長設備的使用壽命;
c) 氫氧化鎂的熱穩定性優于氫氧化鋁。氫氧化鎂分解溫度較高，約340℃;而氫氧化鋁的分解溫度為220℃，因而氫氧化鎂能承受更高的加工溫度，利于加快擠塑速度，尤其適合于加工溫度較高的聚合物。
d) 氫氧化鎂是一種添加型高效抑煙阻燃劑，與氫氧化鋁等同類無機阻燃劑相比，具有更好的抑煙效果;
e)實驗研究表明，氫氧化鎂在促進聚合物表面成碳的效果上優于氫氧化鋁，因而阻燃效果優于氫氧化鋁。
隨著環保呼聲的日益高漲，世界阻燃劑開發領域呈現出非鹵化和低煙化的趨勢，使得以氫氧化鎂主體的無機阻燃劑消費量迅速上升。廣源化工作為國內大型無機非金屬粉體龍頭企業，準確把握市場需求，在國內知名阻燃專家--中山大學博士馮才敏教授的指導下，由公司技術總監牽頭，抽調技術骨干組成專項研發小組，歷時10個月，精選遼寧鳳城高品質水鎂石原礦，采用先進的加工工藝，現正式推出三款超細氫氧化鎂產品。
圖3.廣源化工新產品超細氫氧化鎂
氫氧化鎂阻燃劑的應用
氫氧化鎂作為一類綠色環保型阻燃劑，廣泛應用于聚氯乙烯、聚乙烯、三元乙丙橡膠及不飽和聚酯中，是煤礦用輸送帶、通風管道、電線電纜護套、阻燃鋁塑板、阻燃塑膠地板和防火涂料的低煙無鹵阻燃劑、抑煙劑、填充劑。
圖4. 氫氧化鎂阻燃劑的應用
1)電線電纜(PVC)
我國是PVC線纜大國，其中，阻燃線纜約占線纜產品的60%。PVC燃燒時會分解，并伴隨有毒氯化氫和其他酸性氣體散發，可能引起重大的人員傷亡，而氫氧化鎂阻燃劑被用來填充聚氯乙烯，可吸附有毒氣體。加入氫氧化鎂后，制品體系的氧指數上升，而燃燒速度和發煙量明顯下降，賦予制品阻燃、消煙和耐高溫等優越功能。此外，還可使復合材料的機械性能、加工性能及電氣特性等多種性能得到改善。
2)管材&型材(聚丙烯)
由于聚丙烯聚合物的可燃性，通常在阻燃級聚丙烯的配方中添加高效的阻燃劑，同時，聚丙烯的加工溫度通常要超過200℃，氫氧化鎂阻燃劑可以完全媲美，是加工該類產品的最好選擇。通過選擇合適的氫氧化鎂阻燃劑，不僅可改善制品的彎曲強度和彎曲模量，提高制品的耐熱性，還可滿足阻燃要求。
3)聚烯烴化合物(HFFR)
聚烯烴化合物正在逐漸取代基于PVC的化合物，并且在對煙霧和毒氣排放要求嚴格的地區得到了廣泛使用，尤其是地下管道，公共場所，絕緣電線電纜等領域。這些材料是在高溫下進行加工生產的，加工溫度達到300℃。因此，很多聚烯烴生產商都是基于氫氧化鎂阻燃劑從而生產出密實的最終產品的。氫氧化鎂可改善制品的加工性能、機械力學性能優異、熱穩定性高。
4)交聯聚乙烯(XLPE)
在很多絕緣和管道領域，交聯聚乙烯都被認為是很好的材料，這種材料在加工過程中的高溫使得氫氧化鎂成為阻燃劑的首選，而且氫氧化鎂可改善制品熱穩定性，提高表面光澤度和光亮度。
5)橡膠
橡膠產品，包括采礦業使用的傳送帶和公共設施中的軟管等。單純的橡膠是非常易燃的物質，因此所有橡膠產品的配方都必須包含阻燃劑，一些氯丁橡膠由于在燃燒時候可能釋放出大量氯化氫氣體，從而使火災變得更加危險。氫氧化鎂可吸附有毒氣體，并起到很好的抑煙效果，賦予其優異的阻燃性。
6)硅膠
硅膠被應用于密封、墊片、電子和電器用電纜等產品。但硅膠的高度可燃性使其必須添加阻燃成份，氫氧化鎂阻燃劑是這方面最合適的產品。
7)地板&墻板
現在市場上普遍的墻板和地板一般都是基于聚氯乙烯或是聚乙烯基材的。為營造安全的居家環境，一般在以PVC為基體的地板材料里添加阻燃劑，氫氧化鎂阻燃劑可以有效地減少煙霧并吸收酸性氣體。而墻板的垂直特性，很容易使其形成垂直燃燒，再加上基體是聚乙烯聚合物，就更加需要采用氫氧化鎂阻燃劑來阻燃。氫氧化鎂可提高制品的光澤度和硬度，改善制品的耐熱性和阻燃性。
8)防火涂料
氫氧化鎂的熱分解脫水溫度介于420～520℃之間，該溫度與有機物的燃燒溫度接近，因此可用作防火涂料的阻燃劑。當填加入到防火涂料中時，在受火甚至在持續的火焰作用下，氫氧化鎂不會分解成為氣體化合物而燒失，它的穩定性高，可以起到經久耐燃的作用，從而使防火涂料具有高效隔熱防火性能。
9)覆銅板
氫氧化鎂在覆銅板的應用中可滿足制品的高耐熱性要求，賦予制品優良的電氣絕緣性能，并使其與樹脂的相容性更好，對于提高覆銅板的表面和力學性能有明顯的效果。氫氧化阻燃效率高，抑煙能力強、硬度小，對設備摩擦小，有助于延長設備壽命。
10)電氣零部件(聚酰胺)
大部分的絕緣體、開關、插頭和插座都必須達到最嚴格的防火標準。在聚酰胺制品配方中，氫氧化鎂的加入可改善制品的加工流動性，優良的外觀，賦予其良好的電氣和物理性能以及優異的熱穩定性。
11)其他應用
氫氧化鎂在膠黏劑中常用作添加型阻燃劑或阻燃填料，并可應用于制造鎂鹽、活性氧化鎂、精細陶瓷、保溫材料、砂糖精制、煙道氣脫硫劑、油品防腐添加劑、廢水中和劑等。