氧化鋁阻燃劑的應用及阻燃機理

時間：2020-05-15作者：淄博東煜圣化工有限公司瀏覽：386

氧化鋁阻燃劑的應用 氧化鋁作阻燃劑具有許多*特的優(yōu)點，且來源豐富，價格低廉，應用范圍廣，品種多。但也具有和高分子聚合物相容性差、不對聚合物起增強作用、分解溫度低(250℃就開始分解)、不適于加工**200℃的塑料制品的缺點，因此研究其粒度**細化、表面改性處理技術(shù)、協(xié)同復合技術(shù)、納米技術(shù)正成為**研究者研究的熱點問題。 1 氧化鋁阻燃劑的阻燃機理 氧化鋁簡稱AHT，其阻燃機理是受熱分解放出大量的水蒸氣，其反應式為： 2Al(OH)3→Al2O3+3H2O 這是個強吸熱反應，吸熱量達到1967.2J/g，起到冷卻聚合物的作用，反應產(chǎn)生的水蒸氣可以稀釋聚合可燃氣體，抑制燃燒蔓延，新生成的氧化鋁還具有較高的活性，能吸附煙塵顆粒，起到抑煙作用。另外，氧化鋁還具有阻滴，促進炭化作用，能長期保留在聚合物中且能增加其抗電弧性。 1.1 氧化鋁阻燃劑的冷卻技術(shù) 氧化鋁阻燃劑中含有可生成水的氧根，氧化鋁分解溫度為200℃，它在從245-300℃范圍內(nèi)已基本上完成了脫水反應，釋放出結(jié)晶水，吸收潛熱，降低溫度，即阻燃技術(shù)中的“冷卻技術(shù)”，產(chǎn)生的大量水蒸汽能稀釋可燃氣體，同時每摩爾氧化鋁結(jié)合了34.6mol的水，受熱要吸收熱量1.97kJ，也起了冷卻作用。 1.2 促進不燃化合物生成 氧化鋁脫水后在可燃物表面生成耐火性能很好的均勻分布的金屬氧化物，可與其它炭化物一起形成一道致密阻燃屏障，隔絕空氣，降低燃燒速率，從而降低了分解產(chǎn)物的質(zhì)量損失速率，防止火焰蔓延。 2 氧化鋁阻燃劑的應用現(xiàn)狀 氧化鋁是一種具有環(huán)境安全性和使用安全性的無毒、**的無機阻燃劑，其消耗量在所有的阻燃劑中穩(wěn)居**，目前**ATH的消耗量約為220kt以上，占阻燃劑總耗量的50%，占無機阻燃劑總耗量的75%。據(jù)統(tǒng)計在1990年到1994年間，ATH用量的年平均增長速度達65%，**所有其他類型的阻燃劑，美國是應用阻燃劑數(shù)量較大的國家，已**過50多個生產(chǎn)廠家和100種阻燃劑產(chǎn)品，中國同**國家比較差距較大，主要是產(chǎn)量低、品種少，作為無機阻燃劑，氧化鋁在阻燃劑行業(yè)中的應用也僅僅是開始。由于缺乏**細化工品種，導致產(chǎn)品質(zhì)量較差，科技含量較低，僅適用于建筑交通技術(shù)要求不高的領(lǐng)域，在對阻燃劑性能要求較高的電子工業(yè)、航空等高科技領(lǐng)域中的應用則較少，中國阻燃劑市場目前還處于需大于供的局面，是發(fā)展氧化鋁作阻燃劑的大好時機，關(guān)鍵是開發(fā)研究性能高效的新產(chǎn)品。 2.1 氧化鋁阻燃劑的制備方法 2.1.1 水熱合成法 活性與水接觸，只要達到反應條件，則劇烈反應，較終產(chǎn)物為較細的灰白色粉末，其產(chǎn)物均為Al(OH)3和AlO(OH)，用此法可以制備出平均粒徑為80nm以下的粉末。 2.1.2 碳分法 用氣體通入溶液，使其析出氧化鋁。采用此法可制備出**細擬薄水鋁石和活性氧化鋁。 2.1.3 液相共沉淀法 采用氧化鋁和氨水變速滴加混合物法，可得到顆粒尺寸小于5nm的氧化鋁沉淀，而且在該反應液中加入一定量表面活性劑，還可合成出粒徑細小，尺寸分布范圍窄的納米產(chǎn)品。先用陰離子十六-三-甲磺酸銨與陰離子十二磺酸表面活性劑混合可得到一系列微泡，加入溶液后，氯化立即被上述微泡包裹形成微膠囊化，在膠囊中鋁離子漸漸被離子所取代，同時也加入，氧根通過囊泡滲入膠囊內(nèi)，立即與鋁離子反應生成氧化鋁，可生成約80nm的產(chǎn)品。用溶液為原料，在草酸溶液中進行中和稀釋，可制得200-300nm的氧化鋁，而使用聚基烷酮為表面活性劑加入反應液中時，可制得80-300nm的產(chǎn)品，但使用為表面活性劑加入時，卻制得1.2-200nm的產(chǎn)品。 2.1.4 **重力反應沉淀法 利用**重力反應沉淀法制得了粒度可控(15-30nm)，粒度分布窄的納米Al(OH)3粉體，制成的產(chǎn)品可廣泛添加在各種*涂料、聚合物材料之中。 2.2 氧化鋁的粒度**細化 目前，國產(chǎn)氧化鋁阻燃劑的質(zhì)量參差不齊，差別在于對材料的物理機械性能影響上，而影響材料物理機械性能較根本的原因是氧化鋁的粒徑大小和粒度分布，粒度越細，材料的抗張強度和抗撕強度越好，氧化鋁粒度的大小也直接影響阻燃劑的阻燃性能，氧化鋁粒度與氧指數(shù)的關(guān)系如表1所示。 表1 氧化鋁粒度與氧指數(shù)的關(guān)系

Al(OH)3粒度/μm 氧指數(shù)/% Al(OH)3粒度/μm 氧指數(shù)/% 2 31 8 25 4 29 10 21 6 26
隨著氧化鋁粒度的減小，氧指數(shù)迅速上升，當氧化鋁平均粒徑為5μm時，氧指數(shù)為28%，若平均粒徑小于1μm時，氧指數(shù)高達33%，氧指數(shù)在26以上時屬難燃材料，但高加入量降低了聚合物的加工性能和機械強度，隨著添加量的增加，斷裂伸長率等指標急劇下降，所以片面追求粒度**細化也是不可取的，為了改善聚合物的加工性能、密度和較終產(chǎn)品的使用性能，還應注意顆粒的級配和控制顆粒的形狀，使其在較大的填充量下粒度盡可能小。 蒙西集團公司同北京化工大學合作開發(fā)的納米氧化鋁阻燃劑，具有顆粒細(粒度<80nm)受熱脫水質(zhì)量損失50%，分解溫度達350℃，緩熱脫水質(zhì)量損失高，阻燃抑煙效果好等特點，可用作PVC、PP、PE等工程塑料的阻燃劑。它的產(chǎn)生順應了**阻燃劑市場，著重發(fā)展低煙霧、低毒性、高效能的發(fā)展趨勢，納米氧化鋁阻燃劑在國內(nèi)尚屬空白產(chǎn)品。雖然公延明等人通過**重機合成出了接近納米尺寸的改性ATH，但是其產(chǎn)品可能是一種新物質(zhì)，其具體的結(jié)構(gòu)及組成還需進一步研究。
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  詞條說明

• 橡膠制品**阻燃劑氫氧化鋁-中鋁工業(yè)級氫氧化鋁阻燃劑

  氫氧化鋁填料是白色粉末，易溶于強堿強酸溶液中，200℃分解變?yōu)檠趸X，并釋放水分。氫氧化鋁呈白色粉未狀，它具有無毒、無味、分散性好、白度高、含鐵量低等優(yōu)點。本品是生產(chǎn)人造瑪瑙制品或人造理石制品的較佳填料，用它生產(chǎn)的制品亮度好、表面光潔、抗污性好、耐磨、抗撞擊、結(jié)構(gòu)強度高，是近代新型建材及工藝制品的較為理想的填料。 1、用作人造大理石(杜邦石)填料，在樹脂中填充時，粘度低，常溫硬化時，速度快。 2、

• 拜爾法氫氧化鋁干粉

  本產(chǎn)品是生產(chǎn)**玻璃的重要原料，可提高玻璃的光學性能，降低膨脹率，增強抗熱沖擊性和化學腐蝕性能。工業(yè)級低鐵氫氧化鋁--在玻璃行業(yè)中可增加玻璃的白度、透明度、光澤度、亮度。氫氧化鋁干粉為白色微粒，具有顆粒大，流動性好，易溶解之特點，產(chǎn)品具有含鐵低、活性好、能溶于酸堿之特點，性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。適用于玻璃行業(yè)，可提高玻璃的光學性能，降低膨脹率，增強抗熱沖擊力和抗化學腐蝕性能。規(guī)格：按照GB/T42

• 供應bmc阻燃劑中鋁山東公司高白填料氫氧化鋁

  氫氧化鋁性狀 氫氧化鋁為白色粉末狀，主要成分為AL(OH)3，具有流動性好，白度高等特點。 1、氫氧化鋁可以防止發(fā)煙，不產(chǎn)生滴下物，不產(chǎn)生有毒氣體，在強堿強酸溶液中易分解，加熱分解脫水變?yōu)檠趸X。適用于模塑材料、橡塑發(fā)泡材料、熱固性塑料、熱塑性塑料、合成橡膠、涂料、玻璃鋼、樹脂、電子、陶瓷、玻璃制品等。 2、活性的氫氧化鋁采用國內(nèi)**生產(chǎn)技術(shù)（用硅烷或硬脂酸等偶聯(lián)劑做表面處理），經(jīng)過多種助劑和偶聯(lián)

• 氧化鋁阻燃劑的阻燃優(yōu)勢與未來發(fā)展趨勢

  阻燃劑可分為**與無機兩類，而在無機類阻燃劑中，氧化鋁由于具有阻燃、消煙、填充3大功能，在化學上是惰性的、無毒、不會產(chǎn)生二次污染，因此在國內(nèi)外均被譽為“**阻燃劑”。 一、氧化鋁阻燃劑的優(yōu)勢 雖說**阻燃劑中的溴系阻燃劑具有阻燃效率高、添加量少、適用范圍廣等優(yōu)點，但為了順應阻燃劑市場高阻燃、低煙霧、無害化的發(fā)展趨勢，無機阻燃劑的開發(fā)和利用逐漸得到了更多的助力的支持。 **細氧化鋁常溫下物理和