氢氧化铝在阻燃领域的应用与发展
化学纯氢氧化铝

化学纯氢氧化铝化学纯氢氧化铝是一种白色的粉末,化学式为Al(OH)3。
它是一种重要的无机化合物,因具有良好的化学稳定性、热稳定性和电绝缘性等特性,广泛应用于建筑、化工、电子、医药等领域。
化学纯氢氧化铝的制备方法主要有两种:一是通过纯化天然氢氧化铝矿物得到,二是通过化学反应合成。
在第一种方法中,常用的矿物有泡沫石、石英石、铝土矿等。
这些矿物中含有不同程度的氢氧化铝,通过物理和化学方法可以将其中的杂质去除,得到纯度较高的氢氧化铝。
在第二种方法中,氢氧化铝可以通过铝盐与碱性物质反应得到,反应方程式为AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl。
在反应过程中,需要控制反应温度和反应时间,以保证产物的纯度和产量。
化学纯氢氧化铝具有许多重要的应用。
首先,在建筑领域中,它被广泛用作阻燃材料和建筑材料的填充剂。
由于氢氧化铝本身就具有良好的阻燃性能,因此将其用作阻燃材料可以有效地提高建筑物的防火性能。
同时,将氢氧化铝作为建筑材料的填充剂,可以提高建筑材料的强度和稳定性,从而延长建筑物的使用寿命。
在化工领域中,氢氧化铝被广泛应用于制备氢氧化铝胶体、铝盐等化学品。
氢氧化铝胶体是一种重要的胶体材料,具有良好的分散性和粘度,可以用于制备纸张、涂料、橡胶等产品。
铝盐也是一种重要的化学品,广泛应用于水处理、纸张、染料等行业。
在电子领域中,氢氧化铝也被广泛应用于制备电容器、绝缘材料等产品。
氢氧化铝具有良好的电绝缘性能,可以有效地保护电子元件,提高电子产品的性能和可靠性。
化学纯氢氧化铝是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用前景。
随着各行各业的不断发展,氢氧化铝的应用领域也将不断拓展和深化。
阻燃剂的研究及发展概况

阻燃剂的研究及发展概况随着科技的发展和人们对安全的意识不断提高,阻燃剂在各行各业中得到广泛应用。
阻火、防爆是关系到人们生命财产安全的重要问题,而阻燃剂的研究和发展为保持火灾、爆炸事故的最小程度化,及其发生率的降低提供了重要的技术保障。
阻燃剂的定义阻燃剂指添加到聚合物中,降低该聚合物易燃性的化学物质。
它们通过减弱或抑制火 flame 的传播方式中的某种重要机制来降低易燃性。
阻燃剂的种类阻燃剂主要分为无机阻燃剂、有机阻燃剂和卤系阻燃剂三种。
其中,无机阻燃剂主要包括氢氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化铁、磷酸盐等;有机阻燃剂主要包括PCB、三聚氰胺、具有氮、磷、硅等元素的聚合物等;卤系阻燃剂主要包括五氯酚酸酯、六溴环十二烷等。
阻燃剂的作用阻燃剂的作用主要是通过以下几个方面来降低聚合物的燃烧性:•引发转移反应,将热从焰心传递到远离热源的无燃性位置,使燃烧停止或延迟;•使聚合物产生炭化层,在火焰和聚合物之间形成屏障,防止火焰进一步蔓延;•吸收、稀释火焰,扼杀火源;•吸附放出的有害气体。
阻燃剂的发展历程阻燃剂的研究可以追溯到19世纪末。
当时,人们发现磷能够降低聚合物的易燃性,于是开始开发磷酸盐阻燃剂。
20世纪50年代开始,岛国不断地出现强力无机阻燃剂,防燃材料得到大规模应用。
20世纪70年代后期,有机阻燃剂的开发也得到了快速发展。
近年来,环境友好型、可再生型阻燃剂也开始被广泛研究和开发。
阻燃剂的应用阻燃剂已经广泛应用于许多领域,包括建筑、家用电器、玩具、汽车和航空等。
建筑领域的消防安全标准越来越高,要求建筑材料必须使用阻燃材料;同时,随着家庭电器逐渐趋于普及,防火安全也日益受到重视,因此阻燃剂在家用电器上的应用也日益广泛。
汽车和航空领域中,阻燃剂对汽车座椅、内饰、飞机材料等有着重要的应用价值。
阻燃剂的发展趋势随着人们对环境保护要求的提高,未来阻燃剂的发展趋势将更加环保、更加可持续。
同时,阻燃剂的应用范围也将会更加广泛,应用于更多的领域。
氢氧化铝对PE_HD_木粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响

材料与性能氢氧化铝对PE-HD/木粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响李斌,姜洪丽,张淑芬,王玉峰,隋小宇*(东北林业大学理学院化学化工系,黑龙江哈尔滨150040)摘要:对A l(OH)3阻燃的高密度聚乙烯/木粉复合材料研究结果表明:随木粉和Al(OH)3添加量的增加,Al(OH)3对复合材料的阻燃效率增加,高木粉添加量的复合材料氧指数达27.1%,Al(OH)3的阻燃效率达01203。
增加木粉含量,复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显提高;但A l(OH)3对拉伸强度的影响不大,而明显提高弯曲强度。
增加木粉和Al(OH)3的含量,均能明显降低复合材料的冲击强度,破坏复合材料的韧性。
关键词:高密度聚乙烯;木粉;复合材料;力学性能;阻燃性中图分类号:314.24+8文献标识码:B文章编号:1001O9278(2004)06O0021O03Influence of Aluminium Hydroxide on Flame Retardancy andMechanical Properties of PE-HD/Woodflour CompositesL I Bin,JIA NG Hong-li,ZHANG Shu-fen,WAN G Yu-feng,SU I Xiao-yu* (Chemistr y and Chemical Eng ineering Department,Colleg e of Science,Northeast Forestry University,Harbin150040,China)Abstract:Flame retardancy and mechanical properties of the composites of high-density polyethylene, w oodflour and aluminium hydroxide(Al(OH)3)w ere investigated.The flame retarding efficiency of the composites increased w ith increasing content of w oodflour and Al(OH)3,w ith a lim iting oxygen index of27.1%and a flame retarding efficiency of Al(OH)3of0.203being obtained.While woodflour im-proved both the tensile and flexural strengths,Al(OH)3improved the flexural strength only.However, both woodflour and Al(OH)3w ere harmful to the unnotched izod impact streng th of the composites.Key w ords:high-density poly ethylene;woodflour;composite;m echanical property;flame retardancy木塑复合材料是最具潜力的一种新型的通用复合材料,它是由一种大量可再生的且价格低廉的木粉或木纤维和聚合物树脂复合而成的。
氢氧化铝微粉在电线电缆中的应用及影响_杨志华

氢氧化铝微粉在电线电缆中的应用及影响*杨志华(中国铝业山东分公司,山东淄博 255065)摘要文中介绍了氢氧化铝微粉作为电线电缆阻燃剂的特性和阻燃机理,研究了氢氧化铝和有机物料混炼时间及混料均匀性对电线电缆料性能的影响、高热稳定性勃姆石作电线电缆阻燃剂的可行性。
试验表明,混炼时间短和混料不均匀均将影响电线电缆料的力学性能,勃姆石完全可以作为高耐热性电线电缆的阻燃剂。
关键词微粉氢氧化铝电线电缆1 前言氢氧化铝(Al(OH)3,ATH)具有阻燃、消烟、填充三大功能,在燃烧时无二次污染,热稳定好、无毒、不挥发、不产生腐蚀气体、发烟量少,且资源丰富,价格便宜,能与多种物质产生阻燃的协同效应,阻燃效果好,在国内外被誉为无公害阻燃剂,其消耗量占无机阻燃剂的80%以上,占阻燃剂总量的50%以上。
因此氢氧化铝是一种应用前景广阔的阻燃剂,目前已广泛应用于电工、电子、电线电缆、日用品、建筑材料、橡胶以及纸张、纤维制品中1。
1.1 氢氧化铝的性质和阻燃机理市场上作为阻燃剂用的氢氧化铝,主要是α-三水氧化铝(ATH),常用α-Al2O3·3H2O表示。
它是结晶或无定形的白色粉末,晶体结构是由紧密堆积的羟基离子以AB双层的方式构成,而铝离子处于上述堆积的羟基离子之中2。
关于氢氧化铝的阻燃机理,因配合使用的高聚物的类别不一,对其阻燃过程的描述也不尽一致。
但随着研究的进展,一般的观点认为氢氧化铝的阻燃作用是多种机理协同作用的结果。
氢氧化铝的阻燃机理可以归纳如下:(1)吸热作用。
在200-350℃脱水吸热,抑制聚合物的升温;(2)稀释作用。
氢氧化铝填充,使可燃性高聚物的浓度下降。
氢氧化铝脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度,可阻止燃烧;(3)覆盖作用。
氢氧化铝脱水后在可燃物表面生成Al2O3保护膜,隔绝氧气,可阻止继续燃烧;4)碳化作用。
阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质,使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰蔓延3。
氢氧化铝阻燃剂原理

氢氧化铝阻燃剂原理
氢氧化铝(Al2O3)是一种常用的阻燃剂,由于其优良的热稳定性,易分散性和低毒性,因此被广泛应用于汽车、家电、建材等行业。
氢氧化铝阻燃剂原理是指,当火焰接触到氢氧化铝阻燃剂时,会发生部分热解,释放出许多小分子物质,如氧气和氢气,这些物质会形成一层保护膜,使火焰不能直接接触到燃烧物,从而将火势降低,减缓燃烧的过程,最终起到防火的作用。
氢氧化铝阻燃剂的优点在于:首先,它具有很高的热稳定性,可以有效抑制和侵蚀火焰,从而达到阻燃的效果。
其次,氢氧化铝阻燃剂具有良好的分散性,可以均匀分散在燃料中,这样可以使燃烧过程更加均匀,更有效地减少火势。
此外,氢氧化铝阻燃剂还具有低毒性,且安全性较高,无毒无害,对环境友好,适用于汽车、家电等行业。
氢氧化铝阻燃剂还有一些不足之处,它的释放效率较低,如果用量不当,就可能不能起到防火的效果。
另外,氢氧化铝阻燃剂也容易凝固及沉淀,因此如果使用不当,可能会影响到整体的阻燃效果。
总之,氢氧化铝阻燃剂可以抑制和侵蚀火焰,达到阻燃的效果,具有热稳定性、易分散性和低毒性等特点,由于这些优点,氢氧化铝阻燃剂得到了广泛的应用,它可以大大提高使用产品的安全性。
但是,氢氧化铝阻燃剂的释放效率较低,凝固及沉淀的情况也不容忽视,所以在使用时,要注意掌握其用量,以此确保其良好的阻燃效果。
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氢氧化铝用途及性能

氢氧化铝用途及性能氢氧化铝的主要应用:1、用作阻燃剂氢氧化铝填料是用作塑料和有机聚合物的一种理想的,环保的,环境友好型的阻燃剂填充料。
因为氢氧化铝填料为纯白色粉末状固体,粒度可按照加工生产,无毒无害,作为填料加工后白度不易改变,具有填充,阻燃,消烟三大功能。
当塑料或聚合物与外部热源接触而燃烧时,可分为以下几个阶段:加热、分解、起火、燃烧、蔓延。
所有阻燃剂的作用原理都是通过抑制上述的一个或是几个燃烧阶段来达到阻燃的目的的。
2、用作造纸填料氢氧化铝填料在造纸工业中主要用作表层涂料,填料以及生产不燃纸。
在国外,早在四,五十年代就开始和使用氢氧化铝填料作为涂布用颜料,而在我国还是空白。
氢氧化铝填料作为涂布颜料有许多优越性:白度高,粒度细且粒度分布均匀,呈片状品形,用它作颜料能提高涂布纸的白度,不透明度,平滑度及吸油墨性能。
用它代替二氧化钛,在不降低纸张白度及不透明度的前提下,能节约成本,提高成纸的光泽度,改善油印性能。
3、用作牙膏材料牙膏的主要用途是出去牙齿上粘附的污物,而对牙龈无损伤。
这就需要中性摩擦剂,而氢氧化铝填料所具有的轻度摩擦特性来清洁和磨光牙齿正好满足这一要求。
并且其化学惰性是其与牙膏中的其它配料相荣:再者,氢氧化铝填料具有良好的包弗性能,因此,氢氧化铝填料在药物牙膏和斯塔高档牙膏中油着广泛的应用。
4、用作化工原料因为氢氧化铝填料是一种大规模生产的,纯度很高的精炼产品,可以在强酸强碱中很快溶解。
因此氢氧化铝填料是许多种类铝盐的重要原料。
如明矾,聚合氯化铝。
在石油化工工业中,还可用于生产无林洗衣粉,催化剂载体,等各种石油化工行业。
氢氧化铝的主要性能:随着生产和科学技术的发展,人们不断对材料提出各种各样的新要求。
此时,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂等在内的高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要,并对人类的生产生活产生了巨大的影响。
在某些特殊场所(比如宇航和潜艇等),它们甚至已经开始替代传统材料。
氢氧化铝阻燃剂的市场需求与应用

一、氢氧化铝阻燃剂的市场需求状况全球领先的大型ATH厂商依次为Alcoa、Huber、Alcan,这3家公司年销售额各为3300万美元,各占ATH市场总份额的15%。
紧随这3家之后的是Albemarle公司(含Martinswerk),年销售额约为2200万美元,占市场份额略高于10%。
其次还有AluChem和Nabaltec,各占市场份额的7%~8%;日本的昭和电工(Showa Denko)和住友(Sumitomo)各占市场份额的5%(年销售额约1100万美元)。
2002年全球氢氧化铝产量约占全球阻燃剂总产量的40%,全球氢氧化铝销售额为2.6亿美元,约占阻燃剂销售额23亿美元的11%。
全球氢氧化铝平均年增长率为5%,比全部阻燃剂年均增长率还稍微高一些。
2005年底的研究报告显示,未来5年全球市场阻燃剂需求将以年均4.8%的速度增长,到2009年需求量将达到220万吨。
BBC发布的最新技术市场研究报告显示,预计2010年全球市场阻燃剂需求量将达到154万吨,销售额将达到46亿美元。
而氢氧化铝的需求量预计将超过60万吨。
目前国外已大量使用无机阻燃剂,无机阻燃剂以氢氧化铝和氢氧化镁为主,美国、日本、西欧无机阻燃剂消费量分别占阻燃剂总消费量的60%、64%、50%。
而我国阻燃剂研究起步较晚,虽已取得了的发展,但是与先进国家比起来,在产量和品种结构上都还有一定的差距。
无卤、高效、低烟、低毒新型阻燃剂是当今阻燃剂的发展方向。
氢氧化铝的超细化、发展高性能的增效剂、开发高效的表面处理剂是氢氧化铝阻燃剂的发展方向[18]。
二、氢氧化铝阻燃剂的应用ATH的用途极其广泛,它不仅用于阻燃,也用于消烟和减少材料的腐蚀性气体的生成量;不仅可单独使用,也常与其它阻燃剂并用。
对于加工温度低于ATH分解温度(190~230 ℃)的聚合物来说,ATH是一种优良的阻燃材料,用于弹性体、热固性树脂及热塑性塑料等,也大量用于生产阻燃地毯的苯乙烯-丁二烯胶乳中,用于生产阻燃绝缘橡胶电缆、保温泡沫塑料、传送皮带、屋顶天棚及软管中。
超细氢氧化铝主要用途及物理指标分析

文|冉 霞国际上,德国马丁、南普泰克,日本昭和、住友,美国铝业等都生产超细氢氧化铝,我国山东、河南也有几个生产厂家,但德国南普泰克生产的超细氢氧化铝产品粒度细、加工性能好,知名度较高。
我国在2004年以前,超细氢氧化铝产品的加工性能不好,近几年有很大改观,部分指标甚至优于国外产品,目前国内部分电缆生产厂家已开始减少进口量,加大国内用量。
主要用途1 国内外生产情况超细氢氧化铝是化学品的一种,化学品的发展历程是耐人寻味的。
欧洲作为氧化铝工业的策源地已是无可辩驳的事实,直到二战末期创建的氧化铝厂,或因规模过小或因当地铝矿枯竭而关闭转产化学品求生存。
近几年国内新建或转产化学品的厂家也不在少数。
随着冶金技术的进步,化学品的用途日渐广泛,种类也越来越多,再加上化学品与冶金级氧化铝售价的差异,许多实力雄厚的大公司纷纷转产化学品;近些年来生产化学品氧化铝,是实现利润最大化的明智之举。
曾经是冶金级Al 2O 3产量大国的日主要物理指标分析影响超细氢氧化铝产品特性的主要指标有吸油量、电导率、PH 值、比表面积、亮度等,下面就其分析方法进行介绍。
1 吸油量的测定测定方法:用蓖麻油滴定一定量超细氢氧化铝,不断搅拌使其完全吸收直至渗油,根据吸油的多少得出样品吸油值。
所用装置有玻璃板、抹刀、滴定管、DT-100天平,所用试剂是蓖麻油。
测定步骤:将试样充分混匀后称取超细氢氧化铝10克±0.1克于玻璃板上,用蓖麻油在不断搅拌的情况下逐滴滴定,用抹刀搅拌均匀使其完全吸收,粗粒产品以静置两分钟渗油为终点,细粒产品以能拉成条状为终点。
读出滴定管上的读数,记录用油量。
计算公式:吸油值(ml/100g)=v10× 100式中:V—消耗蓖麻油的毫升数2 电导率的测定将已知重量的样品与一定量的水混合,在电导仪上测定其电导率。
所需装置为电导仪、DT-100天平、250毫升烧杯、100毫升量筒。
本文介绍了超细氢氧化铝国内外生产情况、主要用途及主要物理指标分析方法,为新材料、新产品的开发提供依据。
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氢氧化铝在阻燃领域的应用与发展时间:2008-07-24 17:16来源:阻燃建材网作者:点击:1098次氢氧化铝阻燃剂,具有无毒、稳定性好,高温下不产生有毒气体,还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点,且脱水吸热温度较低,约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著,同时产品价格低廉,来源广泛,所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速,全球阻燃剂消费量近140万吨,氢氧化铝阻燃剂,具有无毒、稳定性好,高温下不产生有毒气体,还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点,且脱水吸热温度较低,约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著,同时产品价格低廉,来源广泛,所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速,全球阻燃剂消费量近140万吨,其中85%为添加型阻燃剂,15%为反应型阻燃剂,今后5年仍将以年均5%的速度持续增长,氢氧化铝在添加量为40%时,可显著减缓PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙稀)及ABS(丙稀睛/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的热分解温度,具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。
添加60%氢氧化铝的阻燃聚烯烃可用作建筑材料及汽车,船舶的内部装饰材料.一、氢氧化铝的性质和阻燃机理氢氧化铝是一种白色或浅白色的粉末,相对密度2.42,莫氏硬度3 .0当温度加热到高于320℃时A工((OH)。
因失去水而损失重量的34.6%。
国内外市场上为阻燃剂用的氢氧化铝,主要是a一三水和氧化铝(ATH),常用a-A120.3 H20表示。
它是结晶或无定形的白色粉末,晶体结构是由紧密堆积的经基离子以AB双层的方式构成,而铝离子处于上述堆积的9s 基离子之中,在所有形成的八面体空隙是空着的,这种紧密堆积的经基离子就是构成一种层状结构,相邻两层以经基离子所形成的氢键相连接.1.1氢氧化铝的性质氢氧化铝受热分解成A1203和水,反应如下:2a-A1203.3H20-+A1203+3H20。
在235-500℃范围内测得的数据表明,本反应的吸热量为1967.2K1/kg,吸收这样大的热量是使其具有阻燃作用的最主要原因。
氢氧化铝受热脱水和相变非常复杂,根据差热曲线上有3个吸热峰可推断,其结晶水的失去分3个阶段进行。
第1个吸热峰在235℃左右,相当于α一三水合氧化铝转化为α一氧化铝单水合物,即a -A1203. 3H20->a.一A1203.H20十2 H20。
第2个吸热峰在300℃左右,相当于α一三水合氧化铝转化分解为X- A1203,即a -A1203. 3Hz0--)-X- A1203 +3H20。
第3个吸热峰在530℃左右,相当于a 一氧化铝单水合物分解转化为γ一Al 203,即a -A1203 . H20-γ,一A120, +H:0,氢氧化铝开始脱水的温度、最大吸热峰因氢氧化铝颗粒大小及分布、加热条件及杂质含量的不同而有些差异,因此,选用氢氧化铝做阻燃剂时,要根据聚合物基体材料的热分解温度及成型加工温度的要求选择好氢氧化铝的质量指标。
1.2氢氧化铝的阻燃机理一般的观点认为ATH的阻燃作用是几种机理协同作用的结果。
因此,ATH的阻燃机理可以归纳如下:(1)吸热作用:在300一350℃脱水吸热,拟制聚合物的温升;(2)稀释作用:ATH填充,使可燃性气体和氧气的浓度下降。
ATH脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度,可阻止燃烧; (3)覆盖作用:ATH脱水后在可燃物表面生成A1203保护膜隔绝氧气,可阻止燃烧;(4)碳化作用:阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质,使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰蔓延。
二:氢氧化铝的应用改性氢氧化铝阻燃剂是合成材料的无卤阻燃剂之一。
它具有阻燃、消烟、填充3大功能,燃烧时无二次污染,不但在聚合物中分散性好,而且广泛用于电工、电线、电缆、日用品、建筑材料、运输等塑料和橡胶制品中。
2.1橡胶弹性体无机氢氧化物可以在一系列橡胶中作阻燃添加剂,根据制品的厚度、阻燃要求以及氢氧化物特性不同,天然橡胶一般使用40%-70%阻燃剂,ATH因其成本低成为市场上销售最大的无机氢氧化物2.2不饱和聚合物粒径在8υm的氢氧化铝大部分用于阻燃。
根据资料40-50磨细至8υm 的ATH, 1.75%氧化锑及1.75%含卤磷酸醋可获得良好加工性的SMC;除具有良好的阻燃性外,其产生的烟量少,电器特性可以接受。
通过对不同粒径的ATH研究表明在8υm以上时,树脂的勃度相当均一,当小于8υm是氧指数显著增加。
2 .3环氧树脂在环氧树脂中,氢氧化铝有显著提高氧指数的作用,如在100份环氧树脂中添加80份氢氧化铝,氧指数可从原来的20.。
提高到27.5,这样的环氧树脂可用于密封材料、浇铸件、环氧树脂玻璃纤维等。
在电气方面,氢氧化铝能增强环氧树脂的抗电弧性和抗弧迹性。
经氢氧化铝填充的环氧树脂在制作变压器、绝缘器材、开关装置等方面也有很大的发展前途。
2 .4热塑性材料使用氢氧化铝作为阻燃剂的热塑性材料中最常见的是聚氯乙烯。
氢氧化铝可以取代碳酸钙非常容易的掺和到增速的聚氯乙烯中。
为了达到高标准的阻燃性,一是氢氧化铝和磷酸醋类增塑剂并用,另一种方法是将氢氧化铝和硼酸锌并用,这些配方以用于PVC的电线、电缆料中。
此外,在聚乙烯和聚丙烯等可燃性聚烯烃塑料制品中加人高填充量的氢氧化铝,不但阻燃,而且通过近年来新的表面处理技术,可使高填充量的聚烯烃通过复合反应较易通过模铸加工,改善了产品的拉伸强度和抗冲击性能,使其广泛应用在电气导管和设备外套方面。
2 .5合成橡胶氢氧化铝在橡胶中不但可以做阻燃剂,而且可作补强剂用于丁苯橡胶的胶乳泡沫橡胶和地毯底层的橡胶粘结剂,也可用于铺垫用的氯丁橡胶。
在研究氢氧化铝对NBR硫化胶阻燃性能的影响中发现,在氢氧化铝用量不超过100份时,随着氢氧化铝用量增大,硫化胶的燃烧速度降低,离火熄灭时间缩短;氢氧化铝用量为60一80份时,硫化胶的阻燃性能和物理性能达到最佳平衡。
另外氢氧化铝对于提高硅橡胶的耐漏电起痕性能也起到了重要作用。
2.6柔性聚氯乙烯无机氢氧化物阻燃剂主要用于PVC为材质量的电线电缆,硬质PVC含氯量高(50%),被认为相对阻燃,氧指数470,柔性PVC一般家25%-50%的梭酸醋,比如邻苯二甲酸二辛醋等作为增塑剂。
增塑新性可燃,降低了材料的阻燃性,氧化锑的加人可提高氧指数,但氧化锑添加量超过5%,氧指数开始下降,配方中加人20%-30%的ATH获得氧指数超过单独使用氧化锑所获数值,使用1 Em的ATH所得到的氧指数比粗颗粒产品得到的氧指数比高2%-3%.三:提高氢氧化铝阻燃效果的途径表面改性可以显著的提高超细氢氧化铝填充PVC体系的性能,增进氢氧化铝填料在有机高聚物中的润湿分散性,增强了与高聚物基料的向容性和结合力,从而提高了复合材料的力学性能,目前人们对ATH一般都对氢氧化铝进行表面处理及与其他阻燃剂混合使用,以减少ATH用量,提高阻燃效果,目前ATH主要的改进方法有以下几种。
3.1表面改性无机阻燃剂具有较强的极性及亲水性,同非极性聚合物材料间相容性差,界面难以形成良好的结合。
为了改善ATH与聚合物间的粘结力和界面亲和性,采用偶联剂对ATH阻燃剂进行表面处理是最为行之有效的方法之一。
氢氧化铝颗粒经表面处理后还可以改善与树脂的相容性,例如Solem公司的Zerogen 15阻燃剂可很好地分散在树脂中,同时耐热温度也提高至330℃,因而适用于PE, PP, EVA(乙烯/乙酸乙烯醋共聚物)及加工温度高的工程塑料PBT(聚对苯二甲酸丁二醇醋)和PA(尼龙)。
ATH常用的偶联剂是硅烷和钦酸醋类。
经硅烷处理后的ATH阻燃效果好,能够有效提高聚醋的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度;经乙烯基一硅烷处理的ATH,可用于提高交联乙烯一醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性、抗湿性。
钦酸醋偶联机和硅烷偶联剂可以并用,能产生协同效应。
其他如硅烷乙基酮、异氰酸醋和含磷钦酸盐等,也可作为AI (OH) 3表面处理的偶联剂。
3.2与无机阻燃剂的协同效应少量的阻燃增效剂可以显著改善ATH填充体系的性能,如提高阻燃剂、抑制滴落、改善性能。
与ATH起协同作用的无机阻燃剂范围很广泛,主要有以下3种类型。
金属氧化物。
ATH 可与诸多金属氧化物产生协同作用,曾有文献报道ATH能与Ni, Zn, Mn, Zr, Sb, Fe, Ti 的氧化物并产生协同效应。
其中,Fe, Sb的氧化物对提高阻燃效率和分散性作用较为突出.硼化物。
ATH能与硼酸按、硼砂、偏硼酸钡等起协同作用,效果良好且应用广泛的硼酸锌(Zn3 (B03)2•3H20 )可以促进材料燃烧时碳化和具有抑烟作用。
如在乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)中硼酸锌和ATH并用,在500℃以上能形成坚硬的类似陶瓷的残渣,燃烧余物为脆性易落灰烬,不能燃烧。
碱土金属氢氧化物。
碱土金属氢氧化物主要指Mg (OH) 2. ATH的分解温度为200℃,Mg(OH)2的分解温度为430cC,将两者并用可以弥补ATH因其分解温度较低而导致材料阻燃性能下降的缺陷,并且可以使复合阻燃剂在材料氧化分解中一直具有较好的阻燃效果。
通过试验发现:ATH与Mg (OH) 2二者协同混合使用,在235一455℃范围内均存在脱水吸热反应,可以在较宽范围内抑制高分子材料的燃烧。
3.3与含磷阻燃剂的协同效应含磷阻燃剂包括:有机磷阻燃剂(如磷酸醋、腾酸醋、含卤磷酸醋等)和无机磷阻燃剂(如磷酸盐,红磷等)等,它们对ATH都有较好的协同效应,尤其是无机磷阻燃剂与ATH的协同效应最为明显。
当以ATH做主阻燃剂时,添加少量的含磷阻燃剂就可以大幅度提高氧指数。
这主要是因为含磷阻燃剂具有强烈脱水作用,促使ATH脱水结晶吸热,使阻燃体系阻燃效果增大。
3.4与多种阻燃剂复配ATH与单种阻燃剂发生增效作用是有限的,因而常常是把多种阻燃剂复配在一起,使它们相互增效、取长补短,达到降低阻燃剂的用量,提高材料阻燃性能、加工型能和力学性能的目的。
如linuma等研究了ATH, Mg(OH)2红磷三者复配体系。
增效情况表明,Mg(OH)2、红磷不但能使ATH阻燃体系在较宽的温度范围内起作用,而且也使ATM的用量减少,体系的阻燃性能提高,力学性能也得到了改善。
四:氢氧化铝的发展趋势及展望4.1发展以氢氧化铝为主的复合性阻燃剂氢氧化铝与氢氧化镁在相当广泛的比例内联合使用,可以使阻燃性提高,这是因为水汽化切吸热温度范围增加,在协同效应中残余的氧化物也起着重要的作用,而我国也含有较丰富水镁石矿,在这方面的发展具有非常广阔的前途。
4.2开发高效的表面处理剂ATH单独使用时,添加量必须在6份以上才具有较好的阻燃效果。
但高填充量会影响塑料的加工性能和光学性能,若能开发高效价廉的偶联剂,在ATH添加量很高时,也不影响加工及光学性能,那将大大促进ATH的应用。