摘 要

氢氧化镁是一种重要的无卤阻燃剂，绿色环保，在填料和阻燃剂方面应用广泛；硅烷偶联剂则是一种具有特殊结构的有机硅化合物，有多种类型，而且因为具有特殊的结构，在作为表面改性剂方面有其独特优势。由于这一因素，经过硅烷偶联剂改性后的氢氧化镁目前已在复合材料领域有着丰富的应用。本次实验以不饱和聚酯（UPR)为基体，进行聚合物材料的制备和测试。实验中依次加入5%、10%、15%、20%的氢氧化镁填料(MH)（改性和未改性），以及一定量的促进剂，固化剂（催化剂），经一定时间搅拌均匀后，根据不同配比，将树脂倒入模具，最终制得四组共十六个试样。通过对树脂强度、吸油率、密度、热失重、吸水率等的测试，对比改性前后相关材料性能的变化，进而研究经偶联剂改性的氢氧化镁填料对复合材料性能的改善及其在复合材料中的应用。

关键词：氢氧化镁；硅烷偶联剂；不饱和聚酯

Silane Coupling Agent Modified Magnesium Hydroxide as well as the Application of Composite Materials

ABSTRACT

Magnesium hydroxide is one kind of significant halogen-free flame retardant,green and environmental,in filler and fire retardant aspects have wide application;silane coupling agent is a kind of organosilicon compound with special construction,various types,and due to its special construction,there is unique advantage as surface modification agent.For this reason,at present,magnesium hydroxide has been modified by silane coupling agent has abundant application in the field of composite materials.In this experiment,we will use unsaturated polyester resin as the main body to proceed the preparation and measurement of composite materials.In turn,adding magnesium hydroxide padding(modified and unmodified) by 5%,10%,15%,20%,and a certain amount of accelerator,curing agent(catalyzer),even stirring a certain time,according to different matching,pouring resin to the mould,ultimately getting four groups including sixteen samples.Through the test of strength of resin,oil absorption,density,thermal weight loss,water absorption,comparing the change of material property before and after modification ,and then researching the application of magnesium hydroxide padding has been modified by silane coupling agent in composite materials and performance improvements.

Keywords:magnesium hydroxide;silane coupling agent;unsaturated polyester resin

目 录

第一章 前言 - 1 -

1.1 氢氧化镁阻燃剂的发展概况 - 1 -

1.1.1 氢氧化镁的特性 - 1 -

1.1.2 氢氧化镁阻燃剂的国内外发展概况 - 2 -

1.2 硅烷偶联剂的结构及改性 - 4 -

1.2.1 硅烷偶联剂的组成...............................................................................................-4-

1.2.2 硅烷偶联剂的改性机理及改性方法 - 4 -

1.3 研究本课题的目的和意义 - 5 -

第二章 实验与分析 - 6 -

2.1 实验仪器及试剂 - 6 -

2.1.1 主要实验仪器 - 6 -

2.1.2 主要实验试剂 - 6 -

2.2 实验步骤 - 6 -

2.2.1 氢氧化镁填料（MH）的改性 - 6 -

2.2.1.1 MH填料的预处理 - 6 -

2.2.1.2 MH填料的改性 - 7 -

2.2.2 不饱和聚酯树脂聚合物的制备 - 7 -

2.3 分析测试方法............................................................................................................- 7 -

2.3.1 改性前后的MH填料对树脂强度的影响 - 7-

2.3.1.1 拉伸实验方法..........................................................................................- 7 -

2.3.1.2 不同组成的MH添加量对树脂强度的影响...........................................- 8 -

2.3.2 MH填料经不同量的硅烷偶联剂改性后吸油率的变化.................................- 11-

2.3.2.1 粉体的吸油值概念及测定方法............................................................- 11 -

2.3.2.2 填料经不同的偶联剂改性后吸油率的变化........................................- 12-

2.3.3 不同添加量的MH填料对最终样品密度的影响 - 13 -

2.3.4 填料添加量对树脂热失重的影响...................................................................- 14 -

2.3.5 填料添加量对树脂吸水率的影响...................................................................- 15 -

结论.............................................................................................................................................- 16-

致 谢 - 17-

参考文献 - 18 -

第一章 前言

1.1 氢氧化镁阻燃剂的发展概况

1.1.1 氢氧化镁的特性

氢氧化镁（Magnesium Hydroxide），外表呈白色无定形的粉末状，是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶于水和醇，易溶于稀酸和铵盐溶液，水溶液呈弱碱性。又可称为苛性镁石，轻烧镁砂等，在水中的悬浊液称镁乳，水镁石是氢氧化镁的天然矿物。氢氧化镁在大自然含量比较丰富，化学性质和铝相似，因此在某些特定领域有交换或取代使用的情况。氢氧化镁可用做分析试剂，还可用于制药工业。近年来，氢氧化镁因具有优良的性能，故在阻燃剂方面的应用具有很大的发展潜力和空间。

氢氧化镁是一种优良的阻燃材料，同氢氧化铝一样，是一种新型的填充型环保绿色阻燃剂^[1]，具有其自身特有的优点。

（1）属非卤型阻燃剂，无毒无味、不产生有害气体，因而绿色环保；兼具阻燃与填充的作用，抑烟性能优异；

（2）分解温度比同样可作为阻燃剂的氢氧化铝高出110-140°C^[2],使填充有氢氧化镁的聚合物的加工可在高温环境下进行，从而改善了多泡、多孔现象的发生；

（3）属非挥发性物质，水等的存在并不会影响到其阻燃效果；主要源自于天然矿物（水镁石、方镁石等）与苦卤中，可见原料易得且成本低廉^[3,4]。