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氢氧化铝阻燃剂的优势和阻燃机理

文字:[大][中][小] 2019-6-28  浏览次数:123

近年,高分子材料被广泛用于日常生活中,但由于其易燃、发烟大等特性,极易成为火灾的直接活化剂,因为对高分子材料进行阻燃处理是必须的。阻燃剂可分为有机与无机两类,而在无机类阻燃剂中,氢氧化铝由于具有阻燃、消烟、填充3大功能,在化学上是惰性的、无毒、不会产生二次污染,因此在国内外均被誉为“无公害阻燃剂”。
一、氢氧化铝阻燃剂的优势

虽说有机阻燃剂中的溴系阻燃剂具有阻燃效率高、添加量少、适用范围广等优点,但为了顺应阻燃剂市场高阻燃、低烟雾、无害化的发展趋势,无机阻燃剂的开发和利用逐渐得到了更多的助力的支持。

超细氢氧化铝常温下物理和化学性质稳定,燃烧时不会产生二次污染,白度高,具有优良的色度指标。且纳米氢氧化铝不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指数,增加阻燃性能,且有助于改善聚合物制品的表面光洁度和力学、电学性能,增强其抗漏电、耐电弧和耐磨损能力。另外,氢氧化铝与其它阻燃剂的复合使用效果十分理想,是一种具有广阔前景的无机阻燃剂。

二、氢氧化铝的阻燃机理

国内外市场上作为阻燃剂用的氢氧化铝,主要是α-三水合氧化铝(ATH),常用α-Al2O3·3H2O表示。氢氧化铝受热至200~220℃左右时开始吸热分解,放出3个结晶水。

2Al(OH)3→Al2O3+ 3H2O

分解时Al(OH)3吸热达1967.2 kJ/kg,吸收这样大的热量是其具有阻燃作用的最主要原因。

其阻燃机理大致可以归纳如下:

(1)吸热作用。在200~350℃脱水吸热,抑制聚合物的温升;

(2)稀释作用。Al(OH)3填充,使可燃性高聚物的浓度下降。Al(OH)3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。Al(OH)3脱水后在可燃物表面生成Al2O3保护膜,隔绝氧气,可阻止继续燃烧;

(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。

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