毕业设计（论文）
氢氧化铝的阻燃机理与应用研究The flame retardant mechanism of aluminium hydroxide and applied research
班级：高分子应用116
学生姓名：潘凯学号：1132401619
指导教师：靳玲职称：讲师
导师单位：徐州工业职业技术学院
论文提交日期
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学生论文真实性承诺
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毕业生签名：日期：
徐州工业职业技术学院
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指导教师签名：日期：
摘要
近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、
发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。介绍了阻燃剂氢氧化铝的性质、阻燃机理、各种生产方法和生产工艺，以及它在不同领域的应用性能,并对氢氧化铝阻燃剂的发展前景进行了分析和预测。
关键词：氢氧化铝，阻燃剂，阻燃机理，应用。
abstract
In recent years, polymer materials in construction, transport and daily necessities, etc, has been widely applied. But because of the flammable, large amount of smoke, a fire directly activator, cause serious harm to people, things, as a result of the fire hazard has become a global concern, so the flame retardancy of this materials has become one of important topic. Aluminum hydroxide is dosage and application of the most widely largest inorganic flame retardant additives. Aluminum hydroxide as a flame retardants can not only, but also can prevent smoke, do not produce drip, do not produce poisonous gas, as a result, obtains the widespread application, use also increased year by year. Use scope: thermosetting plastics and thermoplastic plastics, synthetic rubber, paint and building materials industries. Introduces the properties of aluminum hydroxide flame retardant, flame retardant mechanism, various methods of production and production process, and its application performance in different fields, and development prospects of aluminum hydroxide flame retardants are analyzed and predicted.
Key words: aluminum hydroxide, flame retardant, flame retardant mechanism and applications.
目录
一前言..........................................................................................................................
1.1概述..................................................................................................................
1.2氢氧化铝阻燃意义..........................................................................................
1.3我国氢氧化铝现状..........................................................................................
1.4 课题研究方向................................................................................................. 二氢氧化铝的性质......................................................................................................
2.1氢氧化铝的性质..............................................................................................
2.2 氢氧化铝的阻燃机理 ................................................................................................
三、氢氧化铝的阻燃剂的生产方法............................................................................
3.1水热合成法......................................................................................................
3.2尿素水解中和法...........................................................................................................
3.3种分法..............................................................................................................
3.4 碳粉法法.........................................................................................................
3.5机械粉碎法...................................................................................................................
四、氢氧化铝的改性技术 ........................................................................................................
4.1表面改性..........................................................................................................
4.2超细化..............................................................................................................
4.3与其它阻燃剂的协调作用..............................................................................
4.3.1与红磷阻燃增效作用............................................................................
4.3.2与三氧化二锑阻燃增效作用................................................................
4.3.3氢氧化铝与氮氧化镁复合高效阻燃剂................................................
4.4高纯化............................................................................................................................ 五氢氧化铝的应用......................................................................................................
5.1不饱和聚酯......................................................................................................
5.2环氧树脂 ........................................................................................................................
5.3塑料行业..........................................................................................................
5.4合成橡胶.......................................................................................................... 六氢氧化铝的发展趋势及展望..................................................................................
6.1开发高效表面处理剂......................................................................................
6.2开发高性能的增效剂......................................................................................
6.3ATH超细化........................................................................................................
6.4ATH纤维化........................................................................................................ 七结论.......................................................................................................................... 参考文献........................................................................................................................
一前言
1.1概述
近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。
1.2 氢氧化铝阻燃意义
阻燃剂可分为有机和无机两类。无机类阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉,主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、硼酸锌、氢氧化锆等。其中氢氧化铝具有阻燃、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,在国内外被誉为无公害阻燃剂。它不仅白度值高,而且有优良的色度指标,对着色的遮盖性小,从而使制品美观,色调高雅;在树脂中分散性好,加入较多时,不易发生弯曲发白现象;能与多种物质产生阻燃的协同效应,阻燃效果好;来源丰富,价格低廉,在国内外市场上其消耗量占无机阻燃剂的80%以上,占阻燃剂总量的50%以上。因此氢氧化铝是一种应用前景广阔的阻燃剂。
1.3我国氢氧化铝的现状
国内氧化铝生产企业利用烧结法精液有机物含量低、产品白度高等优点，通过碳酸化分解或种子分解工艺制备氢氧化铝系列阻燃填料，产品主要用于生产阻燃电缆、人造石材及造纸等。经过多年的技术改进和工艺优化，国内的氢氧化铝填料在产品种类、品质及应用性能方面取得了显著的进步，在国内外市场有较大的影响力。
1.4 课题研究方向
本文主要介绍氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、制备方法、改性技术及应用情况,并对其发展趋势进行简要的展望。
·二氢氧化铝的性质
·2.1 氢氧化铝的性质
氢氧化铝受热分解成Al2O3和水,反应如下:2α2Al2O3?3H2O→Al2O3+3H2O。在240～500℃范围内测得的数据表明,本反应的吸热量为1967.2kJ/kg,吸收这样大的热量是使其具有阻燃作用的最主要原因。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230 e 左右, 相当于A-三水合氧化铝转化为A-氧化铝单水合物, 即A- Al2O3·3H2O yA-
Al2O3·H2O+ 2H2O。第2 个吸热峰在300 e 左右, 相当于A-三水合氧化铝分解为6-Al2O3, 即A-Al2O3·3H2Oy 6-Al2O3+ 3H2O。第3 个吸热峰在530 e 左右, 相当于A-氧化铝单水合物分解转化为C-Al2O3, 即A-Al2O3·H2O yC-Al2O3+ H2O。氢氧化铝开始脱水的温度、最大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, 选用氢氧化铝作阻燃剂时, 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。
·2.2氢氧化铝的阻燃机理
关于氢氧化铝的阻燃机理, 因配合使用的高聚物的类别不一, 对其自然过程的描述也不尽一致。在20 世纪80 年代末至90 年代初, 国内外学者对此进行了较深入的探讨。例如P. D. Moran对加了不同量ATH 阻燃剂的环氧树脂, 分别在N2O- N2 及O2- N2 混合气体中测定其一氧化二氮指数及氧指数, 所得的两条曲线相似, 表明氧化剂的改变对火焰反应并不敏感, 阻燃作用是由于凝聚相生成的保护膜对燃烧具有抑制作用[ 4] ; 测定ATH 样品的热失重曲线( TGA) , 并在PVC 体系中考察了其氧指数的变化, 结果发现, ATH 的阻燃作用取决于其吸热脱水作用。通过试验还发现, 掺有ATH 的高聚物在210 e 时开始降解, 温度升至300~ 350 e 时, ATH 便大量吸热脱水, 使高聚物温升速度缓慢, 降解减缓, 这是ATH 阻燃的主要原因。此外, 它还会在聚合物表面形成Al2O3 保护膜, 既阻挡了氧气的进入, 又防止了可燃性气体的逸出, 还避免了烟灰的形成, 起到了较好的阻燃抑烟作用。
一般的观点认为ATH 的阻燃作用是以上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~ 350 e 脱水吸热, 抑制聚合物的温升; ( 2) 稀释作用。ATH 填充, 使可燃性高聚物的浓度下降。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。
·三氢氧化铝阻燃剂的生产方法
·3.1水热合成法
活性铝粉与水接触，达到反应条件时剧烈反应，最终产物为极细的灰白色粉末，反应产物均为Al( OH)3，用此方法可制备出平均粒径为80 nm 以下的粉末。
·3.2尿素水解中和法
将铝灰等和硫酸作用制成硫酸铝溶液，净化除杂后加入适量尿素，在不断搅拌下加热进行水解，制成氢氧化铝。将所得的沉淀经表面处理后则得到氢氧化铝阻燃剂成品。
Al2O3 + 3H2SO4→Al( SO4)3 + 3H2O
Al2( SO4)3 + 3CO( NH2)2 + 9H2O→2Al( OH)3↓ + 3( NH4)2SO4 + 3CO2↑
·3.3种分法
在铝酸钠溶液中加入一定粒度的氢氧化铝细种子，在一定的分解温度下，种分一段时间后，然后进行过滤、洗涤、烘干，产品进行分级。
·3.4碳粉法
在过饱和铝酸钠溶液中通入混合二氧化碳气体进行分解，在一定的分解工艺制度下以制得氢氧化铝晶体。
·3.5机械粉碎法
机械粉碎法是将普通冶金级氢氧化铝经洗涤、烘干后采用气流磨或球磨将其加工成微粉氢氧化铝。机械法生产的微粉氢氧化铝粒度较粗且粒度分布范围较宽，颗粒形貌不规则，最大颗粒粒度可达几十微米，产品使用性能差，抗折强度、延伸率较低，与化学法氢氧化铝相比，其氧指数小，阻燃效果差。
·四氢氧化铝的改性研究
·4.1表面改性
表面改性处理技术就是通过各种表面改性剂与颗粒表面进行表面处理和化学反应而改变颗粒的表面状态，提高其表面活性，从而改变或改善高分子材料的相容性与粉体的分散性等。为了改善氢氧化铝与非极性材料之间的界面黏结力及亲和性，目前主要的方法是加入适当的表面活性剂或偶联剂进行表面包覆处理，进而改善复合材料的力学性能。其中最常用的表面改性剂为硬脂酸、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂等。经硅烷处理后的氢氧化铝，能非常有效的提高环氧树脂的拉伸强度和聚酯的弯曲强度。通过大量实验，硅烷偶联剂中以乙烯基硅烷的处理效果较好，单烷基钛酸酯对细粒氢氧化铝偶联效果明显好于粗粒氢氧化铝的偶联效果。硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂并用可以产生协同作用。此外，丙烯酸、烷基乙烯酮、异氰酸酯等也可作为氢氧化铝表面处理剂。
氢氧化铝表面改性的处理方法共有两种，分别为湿法和干法。湿法就是把分散剂或表面处理剂直接加入无机阻燃剂的悬浮液中进行表面处理。偶联剂多数耐水性差，只能在惰性有机溶剂中溶解并稀释使用，所以一般采用干法。干法是用适量的惰性溶剂将偶联剂稀释后，喷淋于氢氧化铝粉末上，并利用低速捏合机将其搅拌混合均匀而进行的改性处理。
·4.2超细化
氢氧化铝粒径大小直接影响其阻燃性和填充性。增加氢氧化铝粒子的表面积，使粒子表面水蒸气压力上升，有利于阻燃性的提高。现代填充技术发现，超细无机刚性粒子可对高分子材料起到增韧增强效果，因此，超细氢氧化铝粒子不仅使体系阻燃性能提高，也可解决其影响力学性能这一难题。美国Alcon 公司开发出了一种新型的改性超细氢氧化铝阻燃剂，其粒径小至0.2-0.5μm，这种产品与普通型号氢氧化铝的阻燃效果相同，但添加量却可大大减少，不会影响塑料产品的其它性能。
·4.3与其它阻燃剂的协调作用
随着塑料工业的蓬勃发展, 单一的阻燃剂已不能满足某些材料的高温阻燃的需要, 为适应塑料阻燃工业的发展, 越来越多的研究者着力于研究协从复合技术。
·4.3.1与红磷阻燃增效作用
红磷单独使用时, 其阻燃效果不理想, 但是当与氢氧化铝阻燃剂并用时, 具有显著的阻燃增效作用,添加少量红磷可以使氧指数大幅度提高, 这是因为燃烧时, 红磷具有强烈的脱水作用, 促使氢氧化铝脱水、结晶、吸热, 使阻燃体系的阻燃效果增大。
·4.3.2与三氧化二锑阻燃增效作用
经研究发现, 氧化锑本身阻燃效果并不很好, 但可采用单组分沉淀法、醇盐水解法和共
沉淀法制备Sb20一AI(OH)3复合阻燃剂, 协效阻燃, Sb203与月(OH)3可优势互补,Sb203的优是用量少, 对树脂本身的物理机械性能影响小, 但在燃烧时会产生黑烟, 而且价格昂贵;氢氧化铝具有不产生腐蚀性气体, 发烟量低, 价格昂贵等优点, 不足是添加量大, 对制品机械性能影响较大。但它们均是在气相和固相起阻燃作用, 因此两者具有真正的协同效应。
·4.3.3氢氧化铝与氮氧化镁复合高效阻燃剂
氢氧化铝作阻燃剂的缺点之一是脱水温度低,容易引起发泡现象, 氢氧化镁除了是一种高效、抑烟、无毒的阻燃剂外, 同时具有阻隔、抗酸及填充等多种功能, 与氢氧化铝相似, 它在热稳定性(脱水温度高,34 0 ℃时仍稳定), 除酸能力适用的聚合物、阻燃能力、抑烟能力等方面远优于氢氧化铝, 因此, 将氢氧化铝和氢氧化镁通过一定的方法有机结合在一起, 可提高阻燃效率, 大大改善聚合物的物理性能,给聚合物中添加增效剂, 防老化剂等辅助助燃剂也可以进一步改善塑料阻燃性能。通过混合研磨, 使氢氧化铝和氢氧化镁结合在一起, 方法简单易得, 但其粒度较粗, 分散不均匀, 李少康仁‘〕利用化学共沉淀法制备了一种氢氧化铝和氢氧化镁复合阻燃剂,分子式为6Mg(OH)2Al(OH)3·4.5H2O。
·4.4高纯化
高纯化是指除去氢氧化铝中的杂质，使其中的杂质含量低于0.2%。日本轻金属公司推出的高纯氢氧化铝品级，其氢氧化铝含量大于99.9%。美国Alcoa 公司开发出的新品种氢氧化铝阻燃剂，其氧化钠含量只有常规产品的1/10，具有很好的阻燃性能。
五氢氧化铝的应用
·5.1不饱和聚酯
在玻璃纤维增强的不饱和聚酯浇注塑料中（如各种高压或低压电器开关），氢氧化铝是作为填料使用，使塑料制品具有阻燃性，消烟性以及抗电弧性。氢氧化铝还用于玻璃钢层压制体，如玻璃钢瓦，管子，贮槽等，具有很好的阻燃效果。
·5.2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. 0 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片等。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。
·5.3塑料行业
使用氢氧化铝作为阻燃剂的热塑性塑料中最常见的是聚氯乙烯。氢氧化铝取代碳酸钙可以非常容易地掺和到增塑的聚氯乙烯中。为了达到高标准的阻燃性，一是氢氧化铝和磷酸酯类增塑剂并用，另一种方法是将氢氧化铝和硼酸锌并用，这些配方已用于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入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进行模铸加工，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。另外，氢氧化铝阻燃填料还用于复合绝缘子、覆铜板等行业。
·5.4合成橡胶
在丁苯胶，氯丁胶这一类合成橡胶中氢氧化铝使一种很好的阻燃剂，如阻燃电缆护套配方：氯丁胶100份，陶土70份，碳酸钙30份，氢氧化铝100份，硼酸锌15份，三氧化二锑10份，氧化锌5份，氧化镁4份，三（2，3-二溴丙基）异氰脲酸酯5份，Na-22 0.5份，硬脂酸2份。所得到的制品氧指数达50，垂直和水平燃烧性优良。
六氢氧化铝的发展趋势及展望
·6.1开发高效表面处理剂
开发高效的表面处理剂，ATH单独使用时，添加量必须在60份以上(以100份纯基体树脂为基准)，但高填充量会影响塑料的加工性能和力学性能。若能开发高效廉价的偶联剂，在ATH添加量很高时，也不影响其加工及力学性能，那将大大促进ATH的应用。因此，开发高效的偶联剂，改善与高聚物的相容性是当前研究的方向之一。
·6.2开发高性能的增效剂
在减少ATH 用量方面已经做了一些探索, 开发了一些本身阻燃性不算太好, 但对ATH
具有很好增效效果的化合物。继续开发更高效的增效剂, 减少ATH 的用量, 降低阻燃剂成本, 是今后开发无卤阻燃技术的重点和提高ATH 阻燃性能的关键。
·6.3ATH超细化
ATH的超微细化增加了ATH的表面积，使粒子表面蒸气压降低，明显增强阻燃效果，同时提高材料制品的力学性能和耐热性能。美国一家公司已研制出平均粒径小于0．2 mm的超细ATH，这些超细ATH不仅能提高阻燃性能，而且使体系力学性能提高，应用将十分广泛。这些技术无疑是ATH发展的主流 j。在国内，化工部合成材料研究院在这方面也作了很多工作。
·6.4ATH纤维化
加入强度较高的纤维可以提高合成材料的力学性能，因此，改善Al(OH) 粒度分布，制成纤维状或针状Al(OH)s既可起到较好的阻燃效果，也可以改善高分子材料的力学性能。
纤维化氢氧化铝的TG—DTA分析，纤维化的Al(OH)。在小于100℃就开始脱水【3 。纤维化的氢氧化铝具有强烈吸收空气中水分的特性，即使将纤维化的氢氧化铝在300℃焙烧50h，再做TG—DTA 分析，< 100℃也会有8%的失重。401．2～526．7℃之间失水1O% ，526．7℃时差不多已完成 Al2O3的转化。这比普通氢氧化铝的失水温度偏低，这是由于颗粒相对较小，其表面效应引起的。
七结论
氢氧化铝阻燃剂是合成材料无卤阻燃剂之一, 具有阻燃、消烟、填充三大功能。在燃烧时无二次污染, 它不但在聚烯烃分散性好, 易于与其他添加物质产生阻燃、协同效应, 广泛应用于橡胶、塑料中作为阻燃剂和添加剂, 在阻燃涂料以及家庭、汽车的装饰材料上作为主要的阻燃添加剂, 而与基本材料形成的有机/ 无机纳米复合材料又使得它能广泛的应用在信息、微电子、生物化学、环境、医药等领域。
关于氢氧化镁的调研 报告 班级：12级粉体(2)班 姓名：王娜娜 学号：1203012020 指导老师：无 成绩：
氢氧化铝 1 氢氧化铝概述 氢氧化铝（Aluminium hydroxide）是铝的氢氧化物，简称AHT。分子式：Al（OH）3，Al2O3?3H2O 或 H3AlO3分子量：78，CAS No.：21645-51-2，HS NO:28183000。本身是一种碱，由于显一定的酸性，所以又可称之为铝酸（H3AlO3），但实际与碱反应时生成的是偏铝酸盐，因此通常在把它视作一水合偏铝酸（HAlO2·H2O）。 氢氧化铝为白色粉末状固体，主要有325目、800目、1250目、5000目四个规格。氢氧化铝按用途分为工业级和医药级两种。 工业级标准 化学成分%AL2O3 不小于灼减 不大于杂质含量不大于 SiO2 Fe2O3 NA2O AH-1 64.5 35 0.02 0.02 0.4 AH-2 64.0 35 0.04 0.03 0.5 AH-3 63.5 35 0.08 0.05 0.6 注：AL2O3含量为100%减去灼减和表所列杂质的实质含量之差；表中化学成份按在110±5℃温度下烘干2h的干基计算；表中杂质成份按GB8170数字修约规则处理。 工业级用途：氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围包括热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。 工业级包装：内塑外编覆膜袋，每袋净重25kg或40kg。 工业级运输：本品为非危险品，运输过程中防止受潮、雨淋和包装破损。 工业级贮存：贮存在干燥通风的库房内。 医药级标准 氢氧化铝干凝胶 英文名 Aluminium Hydroxide Dried Gel 别名干燥氢氧化铝凝胶 分子式 Al(OH)3
2020年超细氢氧化铝阻燃剂企业三年发展战略规划 2020年10月
目录 一、公司未来发展规划 (3) 二、未来三年的发展计划 (4) 1、发展目标 (4) 2、未来三年的发展规划 (5) 三、实现发展规划拟采取的方法或途径 (5) 1、技术开发和创新计划 (5) 2、人才发展计划 (6) 3、业务拓展计划 (6) 四、实现计划目标的假设条件和面临的主要困难 (7) 1、主要假设条件 (7) 2、主要困难 (7) （1）资金投入不足 (7) （2）人才储备不足 (8)
公司基于对国家产业政策、行业发展动态、超细氢氧化铝阻燃剂市场形势以及目前公司的发展现状，制定了未来三年的发展规划及拟采取的措施。 一、公司未来发展规划 公司始终坚持以自主研发、技术创新、提高产品质量为导向，秉承“质量至上、信誉至上、用户至上”的经营理念，通过加大研发投入、建立高效完善的经营体系及管理团队，不断提升公司的综合竞争力，力争成为世界领先的无机系阻燃剂生产企业。 公司将不断推进超细氢氧化铝在高分子材料的应用研究，积极拓展超细氢氧化铝及相关产品在其他延伸领域的应用。公司依托在超细氢氧化铝研发、生产中积累的技术优势和储备的相关技术，布局纳米氧化铝、亚微米勃姆石、球形导热氧化铝、高白超细氢氧化镁阻燃剂等新产品的产业化和产品的迭代升级。同时，公司将继续坚持自主研发创新，不断开发出铝基先进无机非金属材料延伸产品，完善铝基先进无机非金属材料产品体系。 首先，继续做大做精细分领域，扩大超细氢氧化铝阻燃剂的市场份额，并积极布局超细氢氧化铝与其他类型阻燃剂复配等前沿课题，加强具备其他特性的超细氢氧化铝的开发进程，拓展超细氢氧化铝的应用领域。随着我国经济的转型升级，5G网络、数据中心等新型基础设施建设速度的加快，为公司的发展提供良好的外部环境和政策支持。公司将紧密贴合国家发展战略及产业政策，以本次发行上市为新
助 剂 氢氧化铝阻燃剂在高分子材料中的应用 李学锋 陈绪煌 周 密 (湖北工学院化工系,武汉430068) 摘 要 综述了Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理、应用现状、改性技术及其发展趋势。 关键词:阻燃剂 氢氧化铝 应用现状 发展趋势 0 前言 高分子材料燃烧是一个很复杂的过程,现在普遍认为由热、氧、可燃材料、自由基反应4个要素组成。从本质上讲,阻燃作用是通过减缓或阻止其中的一个或几个要素来实现的。具体包括下列6个方面,即提高材料的热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性的保护层、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体等[1]。 一般把阻燃剂分成无机和有机两类。无机类阻燃剂热稳定性好,不产生腐蚀性气体,不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉。主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌、氧化锆、氢氧化锆等。其中以氢氧化铝、红磷、氧化锑使用较广泛,氢氧化铝既可起填充作用又可放出结晶水起阻燃作用;红磷单独使用有一定的阻燃效果,与其它阻燃剂复配效果良好;氧化锑与卤素类并用显示较好的阻燃效果。 有机类阻燃剂分为磷系和卤系两个系列。前者主要为磷酸酯类,它们在室温下多为液态,发烟量大,有毒性,要求被阻燃材料 收稿日期:1998206228结构中含有大量H、O元素才可脱水形成碳化层,因而应用受到很大限制。卤系阻燃剂包括含氯和含溴两种,从使用情况看,含溴阻燃剂使用更加普遍。这主要是由于溴化物热分解后腐蚀性和毒性相对较小,而且少量使用即可达到与氯化物相同的阻燃效果。卤系阻燃剂由于效果良好,目前应用广泛,但其分解产物毒性大、烟雾大、以后将会逐步被其它改性剂取代。从世界范围来看,以无机类阻燃剂为主,并与有机阻燃剂复配,产生协同效应,起到很好的增效效果为目前发展主流[1,4～7]。下面仅就无机阻燃剂中的氢氧化铝介绍其阻燃机理、应用现状、改性研究和发展趋势。 1 Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理Al(OH)3阻燃剂即三水合氧化铝,简称A TH,占无机阻燃剂的80%以上[8～12]。在塑料中可作填料及阻燃剂,它具有阻燃、消烟、填充三个功能,不产生二次污染,又能与多种物质产生协同效应,不挥发、无毒、腐蚀小、价格低,在国外被誉称为无公害阻燃剂,应用广泛。关于其作用机理在80年代至90年代初,国内外学者进行了较深入的探讨。 第13卷第6期1999年6月中 国 塑 料 CHINA PLASTICS Vol13 No6 J un1999
氢氧化铝在阻燃领域的应用与发展 时间:2008-07-24 17:16来源:阻燃建材网作者:点击:1098次 氢氧化铝阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，且脱水吸热温度较低，约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著，同时产品价格低廉，来源广泛，所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速，全球阻燃剂消费量近140万吨, 氢氧化铝阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，且脱水吸热温度较低，约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著，同时产品价格低廉，来源广泛，所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速，全球阻燃剂消费量近140万吨,其中85%为添加型阻燃剂,15%为反应型阻燃剂,今后5年仍将以年均5%的速度持续增长,氢氧化铝在添加量为40%时，可显著减缓PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙稀)及ABS(丙稀睛/丁二烯/苯乙烯共聚物)等的热分解温度，具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。添加60%氢氧化铝的阻燃聚烯烃可用作建筑材料及汽车,船舶的内部装饰材料. 一、氢氧化铝的性质和阻燃机理 氢氧化铝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最主要原因。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、最大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;
如何合理选用氢氧化镁和氢氧化铝两类无机阻燃剂 主要看是选择的哪一种载体。如果是EVA，那么EVA 的分解物质乙酸极易和氢氧化镁发生反应，出现不稳定的状态，而氢氧化铝要相对温和的多。虽然氢氧化镁的阻燃性要好一些，但在填充之后，材料比较脆。因而，在相同条件下，氢氧化铝填充的树脂，延伸性与韧性要好一些。 在现代阻燃技术中，阻燃剂的复合技术是相当重要的一个方面。无机复合阻燃体系除了保持了绿色环保的特点以外，还兼具多种阻燃剂的特性。因此，不同类型的无机阻燃剂的复合协同作用在阻燃技术的进一步应用方面存在广阔的前景。 氢氧化镁和氢氧化铝是最重要的两种无机阻燃剂，其共同特点为环境友好、填充、抑烟及阻燃功能。氢氧化铝是问世时间最早的无机阻燃剂之一，作为阻燃剂具备不产生腐蚀性气体、稳定性好、阻燃效果持久、无毒等特点，且产品的白度高。 其次，氢氧化镁阻燃剂是国内外当前正积极研发的一种无机阻燃剂，不仅具有氢氧化铝的以上优点，在抑烟性能与热稳定方面均明显优于氢氧化铝。氢氧化镁在高于350℃的条件下才会发生脱水反应。同时，氢氧化镁的吸热量比氢氧化铝的高17%，更有利于阻燃效率的提高，且氢氧化镁更加适用于加工温度较高的聚合物。由此可知，不同的阻燃剂具有不同的特性与用途。 目前，氢氧化铝在国内的用量比较多。然而，随着高聚物加工温度的升高，氢氧化铝因易分解的特点，阻燃作用会下降。同时，与氢氧化铝相比，氢氧化镁的优点如下： （一）氢氧化镁的热分解温度为330℃，比氢氧化铝高了100℃，更利于提高加工温度、加快挤塑速度、缩短模塑时间。 （二）氢氧化镁和酸的中和能力很强，可以较快地中和高聚物在燃烧过程中产生的酸性气体，如CO 2、NO X 、SO 2等。 （三）氢氧化镁的分解能高，有助于吸收燃烧热，并提高阻燃效率。 （四）氢氧化镁的硬度小、抑烟能力强，且对设备的摩擦小，有助于延长生产设备的寿命。 按化学成份分，阻燃剂可以分为有机阻燃剂与无机阻燃剂两大类。其中，有机阻燃剂还分为卤系和磷系。然而，由于有机阻燃剂自身存在烟雾大、分解产物毒性大等缺陷，证逐步被无机阻燃剂所取代。 此外，无机阻燃剂的主要品种有氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锡、氧化锑、氧化钼、红磷、
一、氢氧化铝阻燃剂的市场需求状况 全球领先的大型ATH厂商依次为Alcoa、Huber、Alcan，这3家公司年销售额各为3300万美元，各占ATH市场总份额的15%。紧随这3家之后的是Albemarle公司(含Martinswerk)，年销售额约为2200万美元，占市场份额略高于10%。其次还有AluChem和Nabaltec，各占市场份额的7%～8%；日本的昭和电工(Showa Denko)和住友(Sumitomo)各占市场份额的5%(年销售额约1100万美元)。 2002年全球氢氧化铝产量约占全球阻燃剂总产量的40%，全球氢氧化铝销售额为2.6亿美元，约占阻燃剂销售额23亿美元的11%。全球氢氧化铝平均年增长率为5%，比全部阻燃剂年均增长率还稍微高一些。2005年底的研究报告显示，未来5年全球市场阻燃剂需求将以年均4.8%的速度增长，到2009年需求量将达到220万吨。BBC发布的最新技术市场研究报告显示，预计2010年全球市场阻燃剂需求量将达到154万吨，销售额将达到46亿美元。而氢氧化铝的需求量预计将超过60万吨。目前国外已大量使用无机阻燃剂，无机阻燃剂以氢氧化铝和氢氧化镁为主，美国、日本、西欧无机阻燃剂消费量分别占阻燃剂总消费量的60％、64％、50％。而我国阻燃剂研究起步较晚，虽已取得了的发展，但是与先进国家比起来，在产量和品种结构上都还有一定的差距。无卤、高效、低烟、低毒新型阻燃剂是当今阻燃剂的发展方向。氢氧化铝的超细化、发展高性能的增效剂、开发高效的表面处理剂是氢氧化铝阻燃剂的发展方向[18]。 二、氢氧化铝阻燃剂的应用 ATH的用途极其广泛，它不仅用于阻燃，也用于消烟和减少材料的腐蚀性气体的生成量；不仅可单独使用，也常与其它阻燃剂并用。对于加工温度低于ATH分解温度（190～230 ℃）的聚合物来说，ATH是一种优良的阻燃材料，用于弹性体、热固性树脂及热塑性塑料等，也大量用于生产阻燃地毯的苯乙烯－丁二烯胶乳中，用于生产阻燃绝缘橡胶电缆、保温泡沫塑料、传送皮带、屋顶天棚及软管中。用于盥洗室器具、装饰墙体、各种套罩、汽车防护罩、坐具、卡车零部件等，以及电子元件包括绝缘体及线路板，建筑施工用具等。纳米氢氧化铝还能应用于工程塑料（航空材料、军用舰艇等）中。 目前，ATH常用作填料型阻燃剂，用于阻燃EVA、LDPE、LLDPE电缆料（包覆层及绝缘层）[19]，也用于阻燃PP和很多热固性高聚物（如不饱和聚酯、环氧树脂等）。在ATH在添加量40%时，可显著减缓PE、PP、PVC及ABS（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物）等的热分解温度，具有良好的阻燃及抑烟效果。添加50%氢氧化铝的聚烯烃，在日本主要用于食品包装材料，添加60%氢氧化铝的阻燃聚烯烃可用作建筑材料及汽车、船舶的内部装饰材料。（一）在硬聚氯乙烯塑料制品中的应用 随着建材工业的发展，硬聚氯乙烯(PVC)塑料制品(线槽、管材、门窗等异型材)得到了广泛的应用，成为国民经济和日常生活中必不可少的一种材料。但是，它燃烧时会产生大量烟雾，分解有毒和腐蚀性气体，令人窒息，是火灾时人员死亡的主要原因。把ATH应用于PVC后有效的克服了上述缺点。 超微细水合氧化铝能提高PVC塑料的氧指数，经偶联剂表面处理过的ATH还能显著降低塑料的烟密度，而且材料的机械性能影响很小，在用量20～30份范围内，是一种优良的阻燃、消烟剂，具有广泛应用前景[20]。 （二）在聚丙烯中的应用 (1)ATH在聚丙烯(PP)中具有明显的阻燃和消烟作用，随着ATH用量的增加，其氧指数呈直线上升，而燃烧速度和发烟量明显下降。 (2)ATH粒径愈小阻燃性愈好，对机械性能的不良作用愈小。 (3)采用有效的活化剂对ATH进行表面处理是ATH在聚丙烯中应用的不可缺少的一环。经活化处理的ATH对PP的阻燃性和机械性能的影响明显小于未经活化处理的ATH。
来源：https://www.doczj.com/doc/9c6492891.html, 氢氧化铝的用途 氢氧化铝可以用于生产氧化铝制品。 用于生产氟化铝、冰晶石、硫酸铝等无机盐。 用于制造各种阻燃剂、防水织物、油墨、玻璃器皿、纸张填料、轮滑剂等用品。氢氧化铝胶体溶液具很大的吸附能力，能吸附色质或与之化合，使色质固著于棉纱纤维，在染料工业上被用作媒染剂。 氢氧化铝因能胶结水中的浊质并沉淀，故用作净水剂。 药用氢氧化铝是一种历史悠久的抗酸药，能抗酸、吸着、局部止血和保护溃疡面等作用，作用缓慢、持久，但效果较弱。常用于作中和胃酸的药物，是胃舒平的有效成分。 工业氢氧化铝用途 氢氧化铝有结晶型和无定型，常使用的主要是单斜晶系的α－Al(OH)3。氢氧化铝是一种添加型阻燃剂，参考用量40～140份，适用于环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、丙稀酸树脂、聚氨酯、聚氯乙稀、聚丁橡胶等；亦可用于催化剂载体。它在200℃时分解放出结晶水： 2Al(OH) 3 ---- Al 2 O 3 + 3H 2 O 分解时吸收热量1.96kj/g,可降低燃烧表面的温度，起到阻燃作用;生成的水蒸气，会稀释可燃性气体，能捕捉有害气体，减少烟雾和毒气，具有抑烟作用。氢氧化铝分解时不产生有毒气体，也不产生腐蚀性燃烧产物，阻燃效果好，可达到UL94 V-0级标准，因此氢氧化铝是一种高效价廉无公害的无机阻燃剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。 氢氧化铝产品用途： 普通氢氧化铝：联合法氢氧化铝氟化盐、净水剂 拜尔法氢氧化铝：氟化盐、净水剂、活性氧化铝 高白填料氢氧化铝：人造大理石和人造玛瑙填料、牙膏摩擦剂、阻燃剂等 超细氢氧化铝：电缆、橡塑、化妆品、纸张填料 低铁氢氧化铝：特种玻璃、人造玛瑙 低钠氢氧化铝：催化剂载体 来源：https://www.doczj.com/doc/9c6492891.html,
人教版必修一第三单元金属及其化合物 第二节几种重要的金属化合物 第二课时氢氧化铝的化学性质和用途 一、教材分析 本节课的内容主要包括了氢氧化铝的化学性质和用途，其中回顾了钠、铝相关化合物的性质等内容。本节课采用了实验辅助教学以及讲与练相结合的教学方法。学生在学习本节课之前已经对氧化铝的性质的相关知识进行了详细的学习，由于氧化铝具有特殊的两性性质，所以为学好氢氧化铝的两性性质打好了一定的基础，因此学生在学习了本节课的内容后，能较好地掌握氢氧化铝的化学性质的知识及了解其相关的用途。 二、教学目标 1.知识与技能 （1）了解两性氢氧化物的概念，掌握氢氧化铝是两性氢氧化物。 （2）掌握氢氧化铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式。 （3）熟悉氢氧化铝的热不稳定性，掌握氢氧化铝分解的化学方程式。 2.过程与方法 （1）通过观察实验，能够用化学语言准确描述实验现象，提高分析问题的逻辑思维能力和语言表达能力。 （2）通过探究氢氧化铝具有酸性和碱性的性质，初步学会理论、实验相结合。 （3）通过分析相关生活用途，由生活引入理论，初步掌握理论、生活相结合。 3.情感态度与价值观 （1）学生通过自主探究获得知识，体验科学知识的获得和形成的过程和方法，体会成功获得知识的乐趣； （2）通过学习氢氧化铝的性质与用途，体验化学与生活生产息息相关。 三、学生一般情况分析 在本节课的学习之前，学生已经学习了单质铝及其氧化物都能与酸和强碱反应的知识，知道了铝及其氧化物具有两性的性质，所以学生对两性的概念已有一定的了解，因此降低了学生在本节课里学习氢氧化铝的两性性质的难度。又因为学生学习了金属及其化合物的相关知识，已经具备了一定的探究能力和实验技能，所以为此次的氢氧化铝具有两性性质的探究实验打下了基础。在以往的学习中，学生初步掌握了理论与生活相结合来进行思考的方法，因此为本节课的顺利授课创造了可能。 四、教学重难点 教学重点 氢氧化铝的两性性质
氢氧化铝填充型阻燃硅橡胶的性能研究 郭建华,罗 昆,曾幸荣＊ (华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640) 摘要:采用氢氧化铝作为阻燃剂制备阻燃硅橡胶,研究氢氧化铝用量对硅橡胶性能的影响。结果表明,氢氧化铝可以显著提高硅橡胶的阻燃性能,但对硅橡胶的物理性能和电绝缘性能有一定损害;添加80份氢氧化铝的硅橡胶氧指数为43,垂直燃烧等级达到FV -0级,且保持了较好的物理性能和电绝缘性能。 关键词:硅橡胶;氢氧化铝;阻燃性能;电绝缘性能 中图分类号:T Q330.38+7;TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:1000-890X (2007)08-0471-04 基金项目:广东省自然科学基金资助项目(011544);华南理工大学自然科学基金资助项目(B09-E5050320) 作者简介:郭建华(1977-),男,江西抚州人,华南理工大学讲师,硕士,从事橡胶塑料改性以及成型加工等方面的研究。 ＊通讯联系人 近几年,硅橡胶阻燃技术逐渐成为人们关注和研究的热点。硅橡胶虽然无毒无味、耐高低温、 耐气候、电绝缘性能好,但本身可燃,因此需要进行阻燃改性,以扩大其在电子电气、机械、化工等行业的应用。 早期用于硅橡胶的阻燃剂主要是含卤素的阻燃剂(如十溴二苯醚、四溴双酚A 、聚2,6-二溴苯醚和氯化石蜡等)以及含磷的阻燃剂(如红磷和磷酸酯类等)。含卤素的阻燃剂在改善硅橡胶阻燃性能的同时,燃烧过程中会放出含氯或含溴的刺激性气体,对环境和人体有害,因此该类阻燃剂被限制使用,并将逐渐淘汰。欧盟的Ro HS 指令规定所有出口到欧盟的电子电气产品不得含有聚溴联苯和聚溴二苯醚等6种有毒有害物质。为此,近年来国内外不少学者采用氢氧化铝作为阻燃剂对硅橡胶进行阻燃改性研究[1-5]。氢氧化铝是一种环保型阻燃剂,在水、光、热环境中性能稳定,不挥发,保色率强,且价格低廉,原料易得,在燃烧时不释放有害气体,燃烧后的残渣不会污染环境,因而得到广泛应用。 本工作在采用氢氧化镁对硅橡胶进行阻燃改性的基础上[1,6],以氢氧化铝为阻燃剂制备无卤阻燃硅橡胶,研究氢氧化铝对硅橡胶性能的 影响。1 实验 1.1 主要原材料 甲基乙烯基硅橡胶,牌号110-2,平均相对分 子质量为530000,深圳天玉高分子材料有限公司产品;牌号PS02,平均相对分子质量为650000,深圳森日有机硅材料有限公司产品。氢氧化铝,牌号WA -1,河南获嘉县长城铝粉料厂产品。气相法白炭黑,牌号QS -102,日本Tokuyama 公司产品。1.2 试验配方 硅橡胶 100,白炭黑 40,羟基硅油 4,硫化剂DBPM H 2,氢氧化铝 变量。1.3 设备与仪器 XK -160型开炼机,广东湛江机械厂产品;XLB -D250KN 型热平板硫化机,浙江湖州宏图机械有限公司产品;XXL -2500N 型橡胶拉力机,上海橡胶机械厂产品;M M 4130CC 型无转子硫化仪,北京环峰化工机械实验厂产品;H C -2型氧指数测试仪和CZF -3型垂直燃烧测试仪,南京市江宁区分析仪器厂产品;XL30型扫描电子显微镜(SEM ),荷兰飞利浦公司产品;ZC36型高阻计,上海精密科学仪器有限公司产品;WY2851型Q 表,上海无仪电子设备有限公司产品;TG209型热重(TG )分析仪,德国耐驰公司产品。1.4 试样制备 先将两种硅橡胶在开炼机上共混均匀,加入
TPU/TPE专用氢氧化铝无卤电缆料热塑弹性体阻燃剂 TPU中文名称为热塑性聚氨酯弹性体,其具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。 TPU提供了耐撕裂、耐磨与弯曲特征，耐高低温性更是电缆性能的关键。要达到耐磨耐撕裂的优异性能，所以对添加的填料有极高的要求。 添加在TPU/TPE材料里的氢氧化铝，首先要求其粒径要在2.0微米以下，粒度分布均匀，可以更好的和其他材料融合，提升物质的耐磨耐撕裂。其次，要对氢氧化铝做表面活化处理，使得氢氧化铝能够和其他物质产生良好的链接，同时，也增强氢氧化铝的加工流动性，是氢氧化铝能够更加均匀的分布到材料中，产生良好的阻燃效果。 本司采用先进工艺生产，结晶的同时也对产品进行活化处理，具有活化率高，颗粒均匀，杂质少，PH稳定，高纯高白的显著优点。 经众多客户使用反馈表明，此产品使用效果良好，性价比高，优于中铝H-WF-1使用效果，属纳米级氢氧化铝中的佼佼者。 昭和氢氧化铝EVA发泡 EVA发泡材料，是一个良好的环保高端绝热材料。产品大量使用在室内以及公共场所，所以，必须具有良好的环保阻燃性能。阻燃体系一般采用单一的氢氧化铝，添加量达到60%左右。由于添加量大，所
以对氢氧化铝的稳定性要求苛刻，PH要求稳定，产品不能有一丝杂质，这使得氢氧化铝的生产过程要求十分严格，价格也高出其他纳米级氢氧化铝。 供应中州氢氧化铝硅胶制品阻燃剂 活化8000目硅胶专用氢氧化铝阻燃剂，系采用优质中州铝粉加入多种硅烷表面处理，精工细磨，筛除粗颗粒，去除杂质，是粉体能够与硅胶良好的结合从何不对机械性能造成影响。同时起到阻燃和填充的双重功效，可单独使用或与氮磷系阻燃剂配合使用，具体比例按配方添加。 油墨涂料添加氢氧化铝不沉淀吸油率低 油墨涂料专用超细活化氢氧化铝，具有吸油率低，无杂质，白度高，不沉淀等特性。氢氧化铝是无毒无害无异味安全环保的填充阻燃剂，不容于酸碱，化学性质稳定。 架空电线橡胶绝缘子填充氢氧化铝阻燃剂H-WF-1 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。由于绝缘子长期处于户外，接受复杂恶劣天气考验，故要求产品能够在高低温情况下的质量稳定，所以对填料氢氧化铝的要求也极高。 本司此款产品，采用能够和绝缘子材料良好结合的改性剂表面改性，并且严格控制粉体材料的粒径分布，以达到满足绝缘子产品的高品质质量要求。 本款产品经多家厂商使用效果良好，并出口到韩国。
综 述 文章编号:1003-1545(2004)03-0033-05 氢氧化铝的阻燃性质与应用研究 黄 东,南 海,吴 鹤 (北京航空材料研究院,北京 100095) 摘 要:较全面地介绍了新型阻燃剂氢氧化铝的阻燃机理、制备方法、改性技术以及它在各领域中的广泛应用现状,并对其发展趋势进行了简要的展望。关键词:氢氧化铝;阻燃剂;性质;应用中图分类号:TQ 133.1 文献标识码:A 收稿日期:2003-12-09 近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活 用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。 阻燃剂可分为有机和无机两类。无机类阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉,主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、硼酸锌、氢氧化锆等。其中氢氧化铝具有阻燃、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,在国内外被誉为无公害阻燃剂。它不仅白度值高,而且有优良的色度指标,对着色的遮盖性小,从而使制品美观,色调高雅;在树脂中分散性好,加入较多时,不易发生弯曲发白现象;能与多种物质产生阻燃的协同效应,阻燃效果好;来源丰富,价格低廉,在国内外市场上其消耗量占无机阻燃剂的80%以上,占阻燃剂总量的50%以上。因此氢氧化铝是一种应用前景广阔的阻燃剂 [1] 。 本文主要介绍氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、制备方法、改性技术及应用情况,并对其发展趋势进行简要的展望。 1 氢氧化铝的性质和阻燃机理 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-Al 2O 3·3H 2O 表示。它是结晶或无定形的白色粉末,晶体结构 是由紧密堆积的羟基离子以AB 双层的方式构 成,而铝离子处于上述堆积的羟基离子之中,在所形成的八面体空隙中,有2/3的空隙被铝离子所占据,其余的空隙是空着的,这种紧密堆积的羟基离子就构成一种层状结构,相邻两层间以羟基离子所形成的氢键相连接[2]。 1.1 氢氧化铝的性质 氢氧化铝受热分解成Al 2O 3和水,反应如下:2α-Al 2O 3·3H 2O ※Al 2O 3+3H 2O 。在240～500℃范围内测得的数据表明,本反应的吸热量为1967.2kJ /kg ,吸收这样大的热量是使其具有阻燃作用的最主要原因。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230℃左右,相当于α-三水合氧化铝转化为α-氧化铝单水合物,即α-Al 2O 3·3H 2O ※α-Al 2O 3·H 2O +2H 2O 。第2个吸热峰在300℃左右,相当于α-三水合氧化铝分解为Φ-Al 2O 3,即α-Al 2O 3·3H 2O ※Φ-Al 2O 3+3H 2O 。第3个吸热峰在530℃左右,相当于α-氧化铝单水合物分解转化为γ-Al 2O 3,即α-Al 2O 3·H 2O ※γ-Al 2O 3+H 2O 。氢氧化铝开始脱水的温度、最大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,选用氢氧化铝作阻燃剂时,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[3]。 1.2 氢氧化铝的阻燃机理 关于氢氧化铝的阻燃机理,因配合使用的高聚物的类别不一,对其自然过程的描述也不尽一
毕业设计（论文） 氢氧化铝的阻燃机理与应用研究The flame retardant mechanism of aluminium hydroxide and applied research 班级：高分子应用116 学生姓名：潘凯学号：1132401619 指导教师：靳玲职称：讲师 导师单位：徐州工业职业技术学院 论文提交日期
论文真实性承诺及指导教师声明 学生论文真实性承诺 本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。 毕业生签名：日期： 徐州工业职业技术学院 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。 指导教师签名：日期： 摘要 近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、
发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。介绍了阻燃剂氢氧化铝的性质、阻燃机理、各种生产方法和生产工艺，以及它在不同领域的应用性能,并对氢氧化铝阻燃剂的发展前景进行了分析和预测。 关键词：氢氧化铝，阻燃剂，阻燃机理，应用。 abstract In recent years, polymer materials in construction, transport and daily necessities, etc, has been widely applied. But because of the flammable, large amount of smoke, a fire directly activator, cause serious harm to people, things, as a result of the fire hazard has become a global concern, so the flame retardancy of this materials has become one of important topic. Aluminum hydroxide is dosage and application of the most widely largest inorganic flame retardant additives. Aluminum hydroxide as a flame retardants can not only, but also can prevent smoke, do not produce drip, do not produce poisonous gas, as a result, obtains the widespread application, use also increased year by year. Use scope: thermosetting plastics and thermoplastic plastics, synthetic rubber, paint and building materials industries. Introduces the properties of aluminum hydroxide flame retardant, flame retardant mechanism, various methods of production and production process, and its application performance in different fields, and development prospects of aluminum hydroxide flame retardants are analyzed and predicted. Key words: aluminum hydroxide, flame retardant, flame retardant mechanism and applications. 目录
关于氢氧化镁的调研报 告 班级：12级粉体(2)班 姓名：王娜娜 学号： 指导老师：无 成绩： 氢氧化铝 1 氢氧化铝概述 氢氧化铝（Aluminium hydroxide）是铝的氢氧化物，简称AHT。：Al（OH）3，Al2O3?3H2O 或H3AlO3分子量：78，CAS No.：21645-51-2，。本身是一种碱，由于显一定的性，所以又可称之为酸（H3AlO3），但实际与碱反应时生成的是偏铝酸盐，因此通常在把它视作一水合偏铝酸（HAlO2·H2O）。 氢氧化铝为白色粉末状固体，主要有325目、800目、1250目、5000目四个规格。氢氧化铝按用途分为工业级和级两种。 工业级标准 化学成分%AL2O3 不小于灼减 不大于杂质含量不大于 SiO2 Fe2O3 NA2O AH-1 35
AH-2 35 AH-3 35 注：AL2O3含量为100%减去灼减和表所列杂质的实质含量之差；表中化学成份按在110±5℃温度下烘干2h的干基计算；表中杂质成份按GB8170数字修约规则处理。 工业级用途：氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围包括热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。 工业级包装：内塑外编覆膜袋，每袋净重25kg或40kg。 工业级运输：本品为非危险品，运输过程中防止受潮、雨淋和包装破损。 工业级贮存：贮存在干燥通风的库房内。 医药级标准 氢氧化铝干凝胶 英文名 Aluminium Hydroxide Dried Gel 别名干燥氢氧化铝凝胶 分子式 Al(OH)3 分子量 用途：用于肠胃类抑止胃酸用原料药，常用作复方制剂如维U颠茄铝胶囊、氢氧化铝片等主要组份，亦可用于药用辅料。 性状：白色粉末、无臭无味。不溶于水和乙醇，溶于稀无机酸如盐酸。 主要控制指标：制酸力：不少于230ml/g，含量：按三氧化二铝计不得少于％（按氢氧化铝计不得少于％）。 包装储运：内包用双层聚乙烯塑料袋，外用单层聚乙烯塑料编织袋或纸塑复合袋、纸板桶包装；每袋净重20kg。应贮存在干燥的库房中。包装应完整密封，防止受潮。不可与酸类商品共贮混运。吨体积：立方米/吨。 鉴别取本品的细粉适量（约相当于氢氧化铝），加稀盐酸10ml，加热溶解后，滤过，滤液显铝盐的鉴别反应。 2 氢氧化铝产能分布 氢氧化铝除用作电解还原制取金属铝的原料之外，还广泛用于化工、建材、轻工、陶瓷、磨料、医药、电子、造纸等行业。
氢氧化铝阻燃剂 1 范围 本标准规定了氢氧化铝阻燃剂的分型、要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输和贮存。 本标准适用于以铝土矿为原料制得的氢氧化铝阻燃剂，该产品用于橡胶、塑料、化工、电线电缆、建材等领域。 3 分子式和相对分子质量 分子式：Al（OH）3 相对分子质量：77.99（按2011年国际相对原子质量） 4 分型 氢氧化铝阻燃剂根据 产品的粒径不同分为四型：ATH-1、ATH-2、ATH-3、ATH-4。 5 要求 5.1 外观：白色粉末 5.2 氢氧化铝阻燃剂按本标准规定的试验方法检测应符合表1技术要求。 表1技术要求 6 试验方法
6.1 警告 本试验方法中使用的部分试剂具有腐蚀性，操作时须小心谨慎！如溅到皮肤上应立即用水冲洗，严重者应立即就医。 6.2 一般规定 本标准所用的试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682 2008中规定的三级水。试验中所用的标准滴定溶液、制剂和制品，在没有注明其他规定时，均按HG/T3696.1、HG/T3696.3的规定制备。 6.3 外观检验 在自然光下，于白色衬底的表面皿或白瓷板上用目视法判定外观。 6.4 氧化铝含量的测定 6.4.1 方法提要 在试液中先加入已知过量的乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液，与被测组分络合完全，剩余的乙二胺四乙酸二钠用硝酸铅标准滴定溶液滴定，根据硝酸铅标准滴定溶液的消耗量，即可求得氧化铝的含量。 6.4.2 试剂和材料 6.4.2.1 盐酸。 6.4.2.2 乙醇。 6.4.2.3 氨水溶液：1+10。 6.4.2.4 盐酸溶液：1+100。 6.4.2.5 乙酸-乙酸钠缓冲溶液：pH ≈5.5； 称取200g 乙酸钠，溶于水，加入10mL 冰乙酸，稀释至1000mL 。 6.4.2.6 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液：c （EDTA ）≈0.05mol/L 。 6.4.2.7 硝酸铅标准滴定溶液：c （Pb （NO 3）2）≈0.05mol/L 。 6.4.2.8 二甲酚橙指示液：2g/L 。 6.4.3 分析步骤 称取约0.5g 试样，精确至0.0002g ，置于100mL 烧杯中，加入50mL 盐酸，煮沸，直至试样全部溶解，溶液清澈（约25min ），趁热过滤。滤液置于250mL 容量瓶中，用热水洗涤，洗液并入容量瓶，冷却后用水稀释到刻度，摇匀。移取50mL 试液至250mL 锥形瓶中，加氨水溶液中和，析出白色沉淀，再滴加盐酸溶液至沉淀恰好消失。加入10mL 乙酸-乙酸钠缓冲溶液，50mL 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液，煮沸10min ，冷却。加入相当于溶液体积二分之一的乙醇和2滴～3滴二甲酚橙指示液，用硝酸铅标准滴定溶液进行滴定，至溶液由黄色变为酒红色即为终点。 同时进行空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他操作盒加入的试剂与试验溶液相同。 6.4.4 结果计算 氧化铝的含量以氧化铝（Al 2O 3）的质量分数ω1计，按公式（1）计算： %100250 /50m 10)(3 101???-=-cM V V ω (1) 式中： V 0——滴定空白试验溶液所消耗的硝酸铅标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）; V 0——滴定试验溶液所消耗的硝酸铅标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）;
硅橡胶阻燃剂介绍大全 一．锑系阻燃剂 1、三氧化二锑（656℃熔点） 2、五氧化锑（70℃分解） 3、锑的卤化物－三氯化锑和五氯化锑 4、锑系阻燃协效机理 二。氢氧化铝阻燃剂（ATH） 1、氢氧化铝理化性能 2、氢氧化铝阻燃剂的制造方法 3、氢氧化铝阻燃剂的应用 三。氢氧化镁阻燃剂 1、氢氧化镁的理化性能 2、氢氧化镁阻燃剂的制造方法 3、氢氧化镁阻燃剂的应用（430℃分解）无毒四。含磷无机阻燃剂 1、红磷阻燃剂（赤磷危险）红磷加热时会产生极毒的磷化氢必须加入磷化氢捕捉剂 2、磷酸二氢铵（磷酸一铵）一盐基磷酸铵（熔点190℃）微溶于醇不溶于丙酮 3、磷酸氢二铵（二碱式磷酸铵；二盐基磷酸铵；双盐基磷酸铵） 4、磷酸三铵（磷酸铵三盐基磷酸铵） 5、聚磷酸铵（APP）与有机阻燃剂相比价廉、毒性低是较理的无机阻燃剂，热稳定 五。含硼阻燃剂 1、水合硼酸锌（FB阻燃剂）无毒无污染、无机阻燃剂、熔点980℃，300℃上失去结晶水 2、硼酸锌的阻燃机理 3、硼酸锌的用途 4、硼酸锌的应用实例 5、偏硼酸钡 六。含钼阻燃剂及抑烟剂 1、三氧化钼、795℃熔点750℃升华、不溶于水易溶于碱生成钼酸盐，可溶于浓硝酸和浓盐 酸或浓硝酸和浓硫酸的混合溶液 3、钼酸钠、熔点687℃溶于水 七。有机阻燃剂 （一）反应型含溴阻燃剂 1、四溴双酚A（TBA或TBBPA）熔点175℃－181℃分解温度240℃，295℃时迅速分解、使用加工温度220℃，不溶于水、溶于碱的水溶液乙醇、丙酮苯水醋等有机溶液、溴含量：57～58% 2、四溴双酚A双（羟乙氧基）醚（EO TBBA）溶点115－118℃失重5%不低于300℃微溶于于水，溶于苯、丙酮、近于无毒 3、四溴双酚A烯丙基醚、（四溴醚）熔点110～120℃含溴量51%不溶于水、可溶于氯苯及氯化烃溶剂中、添加型用于可发性聚苯乙烯 4、四溴邻苯二甲酸酐（TBPA）熔点273～280℃含溴67～68.9%开始分解400℃不溶于水及脂肪族烃类溶剂、可溶于硝基苯、二甲基甲酰胺微溶于丙酮、二甲苯氯代溶剂、二氧 （口恶）烷、有事、抗静电效果 5、三溴苯酚、（TBP）黄色粉末熔占86－92℃理论含溴量58.8%不溶于水 6、双反丁烯二酸酯（FR－2）熔点65－68℃含溴量62%，5%热失重时温度＞220℃，不溶于水有毒二溴苯基缩水甘油醚、（BGE－48）黄色到棕色透明液体、含溴量46－52%不浓于水，粘度25℃时150厘泊左右 （二）添加型含溴阻燃剂 1、1，2．二（2,4，6－三溴苯氧基）乙烷。（FR－3B）熔点223－225℃含溴量68－70%不溶于水、5%热失重温度≥310℃。耐光、耐酸、耐碱。和电绝缘。
1.氢氧化铝简介 氢氧化铝（Aluminium hydroxide），化学式Al(OH) 3 ，是铝的氢氧化物。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水，因此也是一种两性氢氧化物。相对分子质量78.0，白色结晶粉末，无臭、无味。氢氧化铝开始脱水温度为200℃，300℃失去结晶水，溶于无机酸和碱性水溶液，不溶于水和乙醇。 多品种氧化铝由于其在晶形结构等方面的不同，使其表现出各种不同的性质，氧化铝及其水合物性质各异，差别很大。氢氧化铝常见的有三种晶体结构，水铝 石（ -Al(OH) 3）、拜铝石（ 1 -Al(OH) 3 ）、诺铝石（ 2 -Al(OH) 3 ），之外还有不 定型氢氧化铝。 2.氢氧化铝作为阻燃剂的应用 2.1阻燃的原理 氢氧化铝是塑料和有机聚合物一种理想的阻燃剂填充料。因为氢氧化铝为白色粉末，物理性质和化学化学性质稳定，不吸潮，粒度可按需要加工生产，无毒无害，熟化时白度不变，具有填充、阻燃、消烟三大功能。 当塑料或聚合物与外部热源接触而燃烧时，可分为以下几个阶段：（1）加热，（2）分解，（3）起火，（4）燃烧，（5）蔓延。 所有阻燃剂的作用原理都是通过抑制上述的一个或几个燃烧阶段来达到阻燃的目的的。对氢氧化铝来说，它主要在加热和分解这两个阶段起作用，当受热温度超过200℃时，氢氧化铝开始吸热分解，放出三个结晶水。该反应是强烈的吸热反应，分解时每克Al(OH) 3 吸热达878J，并且在300℃-380℃之间，其分解率最大，而这一温度范围又是大多数聚合物的分解温度。正是基于氢氧化铝分解时大量吸热，因此，当含氢氧化铝的聚合物加热时，氢氧化铝因分解吸热，从而抑制聚合物温度的升高，降低其分解率；其次氢氧化铝在受热分解时放出水蒸汽，不会产生有毒、可燃或有腐蚀性的气体，同时稀释了聚合物分解所产生的各种可燃气体，使起火更加困难。合成材料的阻燃性能与填料氢氧化铝的粒度有很大关系，随粒度的变细，限氧限数上升。其次，填料的细化还有助于合成材料光滑度和力学性能的改善。而附碱及氧化铁含量的高低可以改善材料的绝缘性能，这在电缆护层与低压电器开关制品中显得尤为重要。 用氢氧化铝作填料的合成材料聚合物系列有聚酯、环氧、酚醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丁醛橡胶、氯丁橡胶，硅橡胶等。