氫氧化鋁阻燃劑,簡(jiǎn)稱ATH,化學(xué)式為Al(OH)3,是鋁的氫氧化物,其阻燃劑的原理是:氫氧化鋁受熱分解時(shí)釋放出結(jié)晶水。該過程為強(qiáng)吸熱反應(yīng),吸收大量的熱量,可起到冷卻聚合物的作用,同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣可以稀釋可燃?xì)怏w,抑制燃燒的蔓延。
新生的耐火金屬氧化物Al2O3具有較高的活性,它會(huì)催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應(yīng),在聚合物表面形成一層炭化膜,炭化膜會(huì)減弱燃燒時(shí)的傳熱、傳質(zhì)效應(yīng),從而起到阻燃的作用。Al2O3還能吸附煙塵顆粒,起到抑煙作用。
氫氧化鋁的性質(zhì)
可選擇的阻燃劑中,氫氧化鋁(亦稱三水氫氧化鋁[AI(OH)3]和偏氫氧化鋁,簡(jiǎn)稱ATH)是一種外觀為白色粉末,有結(jié)晶和無定形的阻燃材料。因具有阻燃、消煙、填充3大功能,且在化學(xué)上是惰性的、無毒、不會(huì)產(chǎn)生二次污染,在國(guó)內(nèi)外均被譽(yù)為無公害阻燃劑,是無機(jī)阻燃劑的典型代表,占無機(jī)阻燃劑消費(fèi)量的80%以上。
目前在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上作為阻燃劑用的氫氧化鋁主要是α-AI(OH)3,屬于單斜晶系。比其他無機(jī)阻燃劑相比,氫氧化鋁的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
①吸熱降溫效果突出
氫氧化鋁中的結(jié)晶水含量,高達(dá)34.46%,當(dāng)周圍溫度上升到300℃以上,這些水分全部析出。由于水的比熱大,當(dāng)其化為水蒸氣時(shí)需從周圍吸取大量熱能。氫氧化鎂也含結(jié)晶水,但含水率僅30.6%,不如氫氧化鋁。
②在燃燒中不產(chǎn)生煙霧及有害、有毒物質(zhì)
③填充量大
④資源充沛,易得價(jià)廉
⑤適用面廣
不同行業(yè)對(duì)氫氧化鋁的要求
優(yōu)異的性能,使得氫氧化鋁在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都有所表現(xiàn)。但當(dāng)其在不同行業(yè)使用時(shí),對(duì)質(zhì)量也時(shí)有不同的要求。
1、EVA發(fā)泡材料
EVA發(fā)泡材料是指以EVA和低密度聚乙烯為原料,并加入其它助劑后經(jīng)模壓發(fā)泡或注塑發(fā)泡所制成的發(fā)泡類絕熱材料。由于對(duì)環(huán)境比較良好,因此大量被用于室內(nèi)以及公共場(chǎng)所,所以對(duì)阻燃性能有很高的要求。
EVA發(fā)泡材料的阻燃體系一般采用單一的氫氧化鋁,添加量達(dá)到60%左右。由于添加量大,所以對(duì)它穩(wěn)定性要求苛刻,PH要求穩(wěn)定,產(chǎn)品不能有一絲雜質(zhì),這使得氫氧化鋁的生產(chǎn)過程要求十分嚴(yán)格,價(jià)格也高出其他納米級(jí)產(chǎn)品。
2、硅橡膠制品
硅膠專用氫氧化鋁阻燃劑需要加入多種硅烷表面處理,篩除粗顆粒,去除雜質(zhì),使粉體盡可能與硅橡膠結(jié)合良好,不對(duì)機(jī)械性能造成影響,同時(shí)起到阻燃和填充的雙重功效。另外氫氧化鋁可單獨(dú)使用也可與氮磷系阻燃劑配合使用,具體比例需按配方添加。
3、油墨涂料
油墨和涂料都是重要的印刷材料,前者主要用在印刷行業(yè),后者同時(shí)具備保護(hù)及裝飾的作用。兩者沒有明顯的界限,對(duì)氫氧化鋁阻燃劑的要求基本一致,即需要具備吸油率低,無雜質(zhì),白度高,不沉淀等特性。
4、TPU
TPU中文名稱為熱塑性聚氨酯彈性體,其具有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性,是一種成熟的環(huán)保材料。添加在TPU/TPE材料里的氫氧化鋁,首先要求其粒徑要在2.0微米以下,粒度分布均勻,可以更好的和其他材料融合,提升物質(zhì)的耐磨耐撕裂。
其次,要對(duì)氫氧化鋁做表面活化處理,使得氫氧化鋁能夠和其他物質(zhì)產(chǎn)生良好的鏈接,同時(shí),也增強(qiáng)氫氧化鋁的加工流動(dòng)性,是氫氧化鋁能夠更加均勻地分布到材料中,產(chǎn)生良好的阻燃效果。