高白填料氧化鋁阻燃劑的阻燃優(yōu)勢及阻燃機理

時間：2021-12-09作者：淄博東煜圣化工有限公司瀏覽：270

近年，高分子材料被廣泛用于日常生活中，但由于其易燃、發(fā)煙大等特性，較易成為火災(zāi)的直接活化劑，因為對高分子材料進行阻燃處理是必須的。

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(xué)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(yīng)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(xì)氧化鋁常溫下物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒時不會產(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)、電學(xué)性能，增強其抗漏電、耐電弧和耐磨損能力。另外，氧化鋁與其它阻燃劑的復(fù)合使用效果十分理想，是一種具有廣闊前景的無機阻燃劑。

二、氧化鋁的阻燃機理

國內(nèi)外市場上作為阻燃劑用的氧化鋁，主要是α-三水合氧化鋁(ATH)，常用α-Al2O3?3H2O表示。氧化鋁受熱至200～220℃左右時開始吸熱分解，放出3個結(jié)晶水。

2Al(OH)3→Al2O3+ 3H2O

分解時Al(OH)3吸熱達1967.2 kJ/kg，吸收這樣大的熱量是其具有阻燃作用的較主要原因。

氧化鋁

其阻燃機理大致可以歸納如下：

（1）吸熱作用。在200～350℃脫水吸熱，抑制聚合物的溫升；

（2）稀釋作用。Al(OH)3填充，使可燃性高聚物的濃度下降。Al(OH)3脫水放出的水汽稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，可阻止燃燒；

（3）覆蓋作用。Al(OH)3脫水后在可燃物表面生成Al2O3保護膜，隔絕氧氣，可阻止繼續(xù)燃燒；

（4）碳化作用。阻燃劑在燃燒條件下產(chǎn)生強烈脫水性物質(zhì)，使塑料碳化而不易產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，從而阻止火焰蔓延。

三、氧化鋁的制備方法

制備氧化鋁阻燃劑的方法有水熱合成法、碳分法、液相共沉淀法、**重力反應(yīng)沉淀法等。

1.水熱合成法

活性與水接觸，只要達到反應(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.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。

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Al(OH)3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。

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lA(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。

四、氧化鋁的改性研究

氧化鋁作為無機阻燃劑，雖然有無毒、不揮發(fā)、**、燃燒時**次污染等優(yōu)點，但是其添加量必須在50%以上時才能充分顯示阻燃效果。這么高的填充量勢必影響高聚物與無機填料的相容性和力學(xué)性能，為此需要對氧化鋁進行表面處理及與其他阻燃劑混合使用組成實用的阻燃體系，減少其用量，提高阻燃效果，以下便是部分改性方法。

1 表面改性

無機阻燃劑具有較強的極性及親水性，同非極性聚合物材料間相容性差，界面難以形成良好的結(jié)合。為了改善ATH與聚合物間的粘結(jié)力和界面親和性，采用偶聯(lián)劑對ATH阻燃劑進行表面處理是較為行之有效的方法之一。

ATH常用的偶聯(lián)劑是和鈦酸酯類。經(jīng)處理后的ATH阻燃效果好，能夠有效提高聚酯的彎曲強度和的拉伸強度；經(jīng)基處理的ATH，可用于提高交-共聚物的阻燃性、耐熱性、抗?jié)裥浴?

改性氧化體

2 與無機阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)

少量的阻燃增效劑可以顯著改善ATH填充體系的性能，如提高阻燃性、抑制滴落、改善力學(xué)性能。與ATH起協(xié)同作用的無機阻燃劑范圍很廣泛，主要有以下3種類型。

①金屬氧化物。ATH可與諸多金屬氧化物產(chǎn)生協(xié)同作用，曾有文獻報道ATH能與Ni、Zn、Mn、Zr、Sb、Fe、Ti的氧化物并用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。其中，F(xiàn)e、Sb的氧化物對提高阻燃效率和分散性作用較為**。

②硼化物。ATH能與銨、硼砂、偏鋇等起協(xié)同作用，效果良好且應(yīng)用廣泛的鋅[Zn3(BO3)2?3H2O]可以促進材料燃燒時碳化和具有抑煙作用。

③堿土金屬氧化物。堿土金屬氧化物主要指Mg(OH)2。ATH的分解溫度為200℃，Mg(OH)2的分解溫度為430℃，將兩者并用可以彌補ATH因其分解溫度較低而導(dǎo)致材料阻燃性能下降的缺陷，并且可以使復(fù)合阻燃劑在材料氧化分解過程中一直具有較好的阻燃效果。

3 與含磷阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)

含磷阻燃劑包括:**磷阻燃劑(如酯、酯、含鹵酯等)和無機磷阻燃劑(如鹽、等)等，它們對ATH都有較好的協(xié)同效應(yīng)，尤其是無機磷阻燃劑與ATH的協(xié)同效應(yīng)較為明顯。

4 與多種阻燃劑復(fù)配

ATH與單種阻燃劑發(fā)生增效作用是有限的，因而常常是把多種阻燃劑復(fù)配在一起，使它們相互增效，取長補短，達到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工性能和力學(xué)性能的目的。

Iinuma等研究了ATH、Mg(OH)2、三者復(fù)配體系。增效情況表明，Mg(OH)2、不但能使ATH阻燃體系在較寬的溫度范圍內(nèi)起作用，而且也使ATH的用量減少，體系的阻燃性能提高，力學(xué)性能也得到了改善。

五、氧化鋁阻燃劑的應(yīng)用

1.不飽和聚酯

在用不飽和聚酯澆注制作各種高壓或低壓電器開關(guān)時，添加氧化鋁可使制品具有阻燃性、消煙性以及抗電弧性。由于高白氧化鋁的白度達93%以上，有一定的結(jié)晶形態(tài)，并具有與聚酯樹脂相近的折光系數(shù)，近年來國內(nèi)外常用聚酯樹脂加氧化鋁制成新型裝飾材料——“人造瑪瑙”。



人造瑪瑙

2.

在中，氧化鋁有顯著提高氧指數(shù)的作用，如在100份中添加80份氧化鋁，氧指數(shù)可從原來的20.0提高到27.5，這樣的可用于密封材料、澆鑄件、玻璃纖維片等。經(jīng)氧化鋁填充的在制作變壓器、絕緣器材、開關(guān)裝置等方面也有很大的發(fā)展前途。

3.熱塑性塑料

使用氧化鋁作為阻燃劑的熱塑性塑料中較常見的是聚氯。氧化鋁可以取代碳酸鈣非常容易地?fù)胶偷皆鏊艿木勐戎?。為了達到高標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性，一是氧化鋁和酯類增塑劑并用，另一種方法是將氧化鋁和鋅并用，這些配方已用于PVC的電線、電纜料中。

此外，在聚和聚等可燃性聚烯烴塑料制品中加入高填充量的氧化鋁，不但阻燃，而且通過近年來新的表面處理技術(shù)，可使高填充量的聚烯烴通過復(fù)合反應(yīng)較易進行模鑄加工，改善了產(chǎn)品的拉伸強度和抗沖擊性能，使其廣泛應(yīng)用在電氣導(dǎo)管和設(shè)備外套方面。


淄博東煜圣化工有限公司專注于氧化鋁,高白填料,阻燃劑等

• 詞條

  詞條說明

• 氧化鋁阻燃劑 的適用行業(yè)及未來發(fā)展趨勢

  氧化鋁作為無機阻燃劑，雖然有無毒、不揮發(fā)、**、阻燃、消耗、填充和在燃燒時無2次污染等優(yōu)點，但是其添加量必須在50%以上時，才能充分顯示阻燃效果。例如阻燃電纜時，氧化鋁的填充量達到120%-200%，這么高的填充量勢必影響高聚物與無機填料的相容性和力學(xué)性能，因為氧化鋁作為無機填料和**高聚物在物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)上較不相同，兩者親和性差，如果直接填充，會造成分散不均，而且粒徑較大者還會成為復(fù)合

• 高白填料氧化鋁阻燃劑的阻燃優(yōu)勢及阻燃機理

  近年，高分子材料被廣泛用于日常生活中，但由于其易燃、發(fā)煙大等特性，較易成為火災(zāi)的直接活化劑，因為對高分子材料進行阻燃處理是必須的。 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(xué)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