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氢氧化铝阻燃剂

浏览:280次 发布日期:2021-02-18 字号:  

氢氧化铝也称之为三水合氧化铝(ATH),分子式为Al(OH)3,是出现时间最早的无机阻燃剂之一,其可以和多种物质产生协同作用,并且无毒无腐蚀性。目前氢氧化铝阻燃剂的使用占无机阻燃剂总量的80%以上,被广泛运用于各种聚合物塑料产品中。在聚合物材料中添加氢氧化铝后,可以降低可燃聚合物浓度。当聚合物材料受热时(250 ℃左右),氢氧化铝发生脱水反应,并吸收大量热能,有效抑制聚合物材料升温。同时分解产生的水蒸气能够稀释燃烧产生的可燃性气体以及氧气浓度,抑制了燃烧的持续蔓延。其化学分解反应为:

同时分解产生的另一种金属氧化物三氧化二铝(Al2O3)因具备较高的催化活性,可以催化聚合物热交联反应,从而在聚合物表面形成一层致密的碳化膜,这层膜可以有效减缓燃烧时的传热作用,从而起到阻燃作用。氧化铝还能吸附颗粒,起到抑制烟尘的作用。一般情况下,氢氧化铝的添加含量越高,其阻燃效果越好,但是过多的填充量会大幅降低聚合物材料的强度等性能。氢氧化铝也存在另一个不足之处,就是分解温度较低,在245 oC~320 oC之间就可以发生脱水反应,因此添加阻燃剂强氧化铝也限制了聚合物材料的加工温度。
氢氧化镁(MDH)的化学分子式为Mg(OH)2,也是一种绿色环保型阻燃剂,有着比氢氧化铝更为高效的阻燃效果。首先,氢氧化镁的热分解温度比常用的无机阻燃剂氢氧化铝高出约100 ℃(340~490 ℃),因此对于添加氢氧化镁阻燃剂的聚合物材料可以耐受更高的加工温度。氢氧化镁的阻燃机理和氢氧化铝类似,氢氧化镁受热分解,失水吸热,水的蒸发同样吸热,水汽稀释了氧气和可燃性气体浓度。同时产生的金属氧化物氧化镁可以附着于可燃物表面进一步阻隔燃烧的进行。

无机阻燃剂在原材料的来源、制备过程以及后续废物处理等方面都是一种绿色环保型阻燃剂,在燃烧过程中具有优异的抑烟效果,同时也不会造成二次污染。因此,在未来集中力量开发新型高性能无机阻燃剂将成为发展趋势。

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