氧化鋁阻燃劑的應(yīng)用及阻燃機(jī)理

時(shí)間：2020-05-15作者：淄博東煜圣化工有限公司瀏覽：389

氧化鋁阻燃劑的應(yīng)用 氧化鋁作阻燃劑具有許多*特的優(yōu)點(diǎn)，且來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，應(yīng)用范圍廣，品種多。但也具有和高分子聚合物相容性差、不對(duì)聚合物起增強(qiáng)作用、分解溫度低(250℃就開(kāi)始分解)、不適于加工**200℃的塑料制品的缺點(diǎn)，因此研究其粒度**細(xì)化、表面改性處理技術(shù)、協(xié)同復(fù)合技術(shù)、納米技術(shù)正成為**研究者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。 1 氧化鋁阻燃劑的阻燃機(jī)理 氧化鋁簡(jiǎn)稱AHT，其阻燃機(jī)理是受熱分解放出大量的水蒸氣，其反應(yīng)式為： 2Al(OH)3→Al2O3+3H2O 這是個(gè)強(qiáng)吸熱反應(yīng)，吸熱量達(dá)到1967.2J/g，起到冷卻聚合物的作用，反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣可以稀釋聚合可燃?xì)怏w，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(jìn)炭化作用，能長(zhǎng)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(yīng)，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?xì)怏w，同時(shí)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(jìn)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(yīng)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(wú)毒、**的無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)阻燃劑總耗量的75%。據(jù)統(tǒng)計(jì)在1990年到1994年間，ATH用量的年平均增長(zhǎng)速度達(dá)65%，**所有其他類型的阻燃劑，美國(guó)是應(yīng)用阻燃劑數(shù)量較大的國(guó)家，已**過(guò)50多個(gè)生產(chǎn)廠家和100種阻燃劑產(chǎn)品，中國(guó)同**國(guó)家比較差距較大，主要是產(chǎn)量低、品種少，作為無(wú)機(jī)阻燃劑，氧化鋁在阻燃劑行業(yè)中的應(yīng)用也僅僅是開(kāi)始。由于缺乏**細(xì)化工品種，導(dǎo)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(duì)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(yīng)用則較少，中國(guó)阻燃劑市場(chǎng)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(shí)機(jī)，關(guān)鍵是開(kāi)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(dá)到反應(yīng)條件，則劇烈反應(yīng)，較終產(chǎn)物為較細(xì)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(xì)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(yīng)液中加入一定量表面活性劑，還可合成出粒徑細(xì)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(shí)也加入，氧根通過(guò)囊泡滲入膠囊內(nèi)，立即與鋁離子反應(yīng)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(jìn)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(yīng)液中時(shí)，可制得80-300nm的產(chǎn)品，但使用為表面活性劑加入時(shí)，卻制得1.2-200nm的產(chǎn)品。 2.1.4 **重力反應(yīng)沉淀法 利用**重力反應(yīng)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(xì)化 目前，國(guó)產(chǎn)氧化鋁阻燃劑的質(zhì)量參差不齊，差別在于對(duì)材料的物理機(jī)械性能影響上，而影響材料物理機(jī)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(xì)，材料的抗張強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)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(dāng)氧化鋁平均粒徑為5μm時(shí)，氧指數(shù)為28%，若平均粒徑小于1μm時(shí)，氧指數(shù)高達(dá)33%，氧指數(shù)在26以上時(shí)屬難燃材料，但高加入量降低了聚合物的加工性能和機(jī)械強(qiáng)度，隨著添加量的增加，斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)急劇下降，所以片面追求粒度**細(xì)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(yīng)注意顆粒的級(jí)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(tuán)公司同北京化工大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的納米氧化鋁阻燃劑，具有顆粒細(xì)(粒度<80nm)受熱脫水質(zhì)量損失50%，分解溫度達(dá)350℃，緩熱脫水質(zhì)量損失高，阻燃抑煙效果好等特點(diǎn)，可用作PVC、PP、PE等工程塑料的阻燃劑。它的產(chǎn)生順應(yīng)了**阻燃劑市場(chǎng)，著重發(fā)展低煙霧、低毒性、高效能的發(fā)展趨勢(shì)，納米氧化鋁阻燃劑在國(guó)內(nèi)尚屬空白產(chǎn)品。雖然公延明等人通過(guò)**重機(jī)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(jìn)一步研究。
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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 中國(guó)鋁業(yè)白色氧化鋁H-W-90/95詳細(xì)介紹

  白色氧化鋁H-W-90/95”詳細(xì)介紹 一,產(chǎn)品性能： 采用燒結(jié)法氧化鋁工藝生產(chǎn),產(chǎn)品白度比拜耳法氧化鋁工藝生產(chǎn)的氧化鋁產(chǎn)品白度高出20%以上,屬典型的“高白”產(chǎn)品。 二,產(chǎn)品用途： 產(chǎn)品主要用于不同粒度的填料,阻燃劑,酸鋁等對(duì)白度有特別要求的工業(yè)制品用原料氧化鋁,也廣泛用做鋁鹽和陶瓷原料用氧化鋁。 三,產(chǎn)品規(guī)格： 產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：Q/CHALCO-SD A013-2009。 牌號(hào) 白度%

• 氧化鋁阻燃劑的優(yōu)勢(shì)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

  一. 氧化鋁阻燃劑的優(yōu)勢(shì) 雖說(shuō)**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(diǎn)，但為了順應(yīng)阻燃劑市場(chǎng)高阻燃、低煙霧、無(wú)害化的發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)機(jī)阻燃劑的開(kāi)發(fā)和利用逐漸得到了更多的助力的支持。 **細(xì)氧化鋁常溫下物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，白度高，具有優(yōu)良的色度指標(biāo)。且納米氧化鋁不僅可提高阻燃聚合物的有限氧指數(shù)，增加阻燃性能，且有助于改善聚合物制品的表面光潔度和力學(xué)、

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  氫氧化鋁為白色疏松粉末，白度高、容重低，在常溫下穩(wěn)定，受熱分解脫水生成氧化鋁。本品與其他阻燃填料不同，它熱解時(shí)不產(chǎn)生有毒和有腐蝕性氣體，而且熱解時(shí)吸熱和放出水蒸汽，使制品有阻燃自熄功能，因而在塑料、橡膠等**復(fù)合材料中添加該產(chǎn)品，不僅使產(chǎn)品具有阻燃消煙效果，而且抗漏電、耐電弧、耐磨性能增強(qiáng)。 白色粉末，易溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中，常溫下性能穩(wěn)定，加熱分解變?yōu)檠趸X。本品主要用于低壓絕緣器件中的充填料，塑

• 供應(yīng)中鋁山東分公司高白填料氫氧化鋁 H-WF-8 玻璃鋼填充料?

  氫氧化鋁易溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中，常溫下性能穩(wěn)定，加熱分解變?yōu)檠趸X。本品主要用于低壓絕緣器件中的充填料，塑料、橡膠和玻璃鋼等制品中作為阻燃填料。本品與其他很多阻燃填料不同，它熱解時(shí)不產(chǎn)生有毒和有腐蝕性氣體，而且熱解時(shí)吸熱和放出水蒸汽，從而使制品具有阻燃自熄功能。另外也可以根據(jù)用戶的要求，對(duì)本品進(jìn)行表面處理，使制品中的填充量增加，加工粘度下降，親合力增加，制品的阻燃性提高。 氫氧化鋁呈白色粉未狀，它具