白色氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理

白色氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理
氢氧化铝阻燃粉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、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。为了达到的阻燃性，一是氢氧化铝和增塑剂并用，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。