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线缆阻燃氢氧化铝线缆阻燃氢氧化铝第一篇：随着科技的迅猛发展，人们对电力设施和电子产品的需求越来越高。
而这些设备的安全性和可靠性也变得至关重要。
而在电线电缆的阻燃方面，氢氧化铝被广泛应用。
氢氧化铝是一种无机化合物，化学式为Al(OH)3，其具有很强的阻燃性能，被广泛应用于电线电缆的生产中。
在火灾发生时，氢氧化铝会分解释放出大量的水蒸气，并吸收大量的热量，从而有效地阻止火焰的蔓延。
同时，氢氧化铝的分解产物会形成一层疏水的氧化铝膜，这种膜可以覆盖在导电芯线表面，隔离氧气，防止火焰进一步蔓延到导电芯线上。
除了阻燃性能，氢氧化铝还具有优良的热稳定性和绝缘性能。
这些特性使得氢氧化铝在高温环境下依然能够保持其阻燃功能，确保电线电缆在恶劣条件下的安全使用。
此外，氢氧化铝具有很强的耐电弧性能，能够有效地防止电弧对导线的损坏，确保电力设备的正常运行。
然而，尽管氢氧化铝具有优秀的阻燃性能，其在电线电缆中的使用也面临一些挑战。
首先，氢氧化铝的填充量对其阻燃效果有很大的影响。
填充量太高会导致电线电缆的机械性能下降，填充量太低则可能无法满足阻燃要求。
其次，氢氧化铝的分散性也是一个关键问题。
在生产过程中，需要选用合适的分散剂和工艺条件，以确保氢氧化铝能够均匀地分散在电线电缆的材料中。
总体来说，氢氧化铝作为一种重要的阻燃材料，广泛应用于电线电缆的生产中。
其优良的阻燃性能、热稳定性和绝缘性能使得电线电缆能够在安全可靠的状态下工作。
然而，在实际应用中，还需要进一步优化氢氧化铝的填充量和分散性，以提高电线电缆的整体性能。
第二篇：随着对电力设施和电子产品的安全性要求越来越高，阻燃材料在电缆行业中的应用变得愈发重要。
而氢氧化铝作为一种优秀的阻燃材料，在电缆行业中得到了广泛应用。
由于其阻燃特性和热稳定性，氢氧化铝在电缆行业中被广泛用于防火线缆的制造。
氢氧化铝分解时会产生大量的水蒸气，同时吸收热量，有效地抑制火焰的蔓延。
其分解产物还能形成一层氧化铝膜，隔离氧气，防止火焰进一步蔓延到导线上。
氢氧化铝氢氧化镁阻燃差异
作为阻燃材料，氢氧化铝和氢氧化镁在许多方面有着相似之处，但它们之间也存在一些差异。
本文将从材料性质、应用领域和环境影响等方面来探讨氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃差异。
让我们来了解一下氢氧化铝和氢氧化镁的基本性质。
氢氧化铝的化学式为Al(OH)3，它是一种白色结晶固体，具有较高的熔点和热稳定性。
氢氧化铝在高温下会分解释放出水，从而发挥阻燃作用。
而氢氧化镁的化学式为Mg(OH)2，它也是一种白色结晶固体，具有较低的熔点和热稳定性。
氢氧化镁在高温下也会分解释放出水，但其分解温度要比氢氧化铝低。
在应用领域方面，氢氧化铝和氢氧化镁都被广泛用作阻燃材料。
氢氧化铝常用于电线电缆、塑料制品和建筑材料等领域，可以有效阻止火焰的蔓延。
而氢氧化镁则主要应用于橡胶制品、涂料和纺织品等领域，同样可以提供良好的阻燃效果。
然而，由于氢氧化铝的热稳定性较高，因此在一些高温环境下，如航空航天领域，更倾向于使用氢氧化铝作为阻燃材料。
氢氧化铝和氢氧化镁在环境影响方面也存在一些差异。
氢氧化铝在分解过程中会产生水蒸气，并释放出大量的热量，因此对于周围环境的温度会有一定影响。
而氢氧化镁在分解过程中产生的水蒸气量较少，对环境的影响相对较小。
此外，氢氧化铝和氢氧化镁都是无毒无害的阻燃材料，对人体和环境都没有明显的危害。
氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃材料，在性质、应用领域和环境影响等方面存在一些差异。
了解这些差异可以帮助我们选择合适的阻燃材料，以确保产品的安全性和可靠性。
在使用过程中，我们应根据具体的需求和环境条件来选择氢氧化铝或氢氧化镁，以最大程度地发挥它们的阻燃效果。
氢氧化铝阻燃剂原理
氢氧化铝（Al2O3）是一种常用的阻燃剂，由于其优良的热稳定性，易分散性和低毒性，因此被广泛应用于汽车、家电、建材等行业。
氢氧化铝阻燃剂原理是指，当火焰接触到氢氧化铝阻燃剂时，会发生部分热解，释放出许多小分子物质，如氧气和氢气，这些物质会形成一层保护膜，使火焰不能直接接触到燃烧物，从而将火势降低，减缓燃烧的过程，最终起到防火的作用。
氢氧化铝阻燃剂的优点在于：首先，它具有很高的热稳定性，可以有效抑制和侵蚀火焰，从而达到阻燃的效果。
其次，氢氧化铝阻燃剂具有良好的分散性，可以均匀分散在燃料中，这样可以使燃烧过程更加均匀，更有效地减少火势。
此外，氢氧化铝阻燃剂还具有低毒性，且安全性较高，无毒无害，对环境友好，适用于汽车、家电等行业。
氢氧化铝阻燃剂还有一些不足之处，它的释放效率较低，如果用量不当，就可能不能起到防火的效果。
另外，氢氧化铝阻燃剂也容易凝固及沉淀，因此如果使用不当，可能会影响到整体的阻燃效果。
总之，氢氧化铝阻燃剂可以抑制和侵蚀火焰，达到阻燃的效果，具有热稳定性、易分散性和低毒性等特点，由于这些优点，氢氧化铝阻燃剂得到了广泛的应用，它可以大大提高使用产品的安全性。
但是，氢氧化铝阻燃剂的释放效率较低，凝固及沉淀的情况也不容忽视，所以在使用时，要注意掌握其用量，以此确保其良好的阻燃效果。
- 1 -。
氢氧化铝用途及性能氢氧化铝的主要应用：1、用作阻燃剂氢氧化铝填料是用作塑料和有机聚合物的一种理想的，环保的，环境友好型的阻燃剂填充料。
因为氢氧化铝填料为纯白色粉末状固体，粒度可按照加工生产，无毒无害，作为填料加工后白度不易改变，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：加热、分解、起火、燃烧、蔓延。
所有阻燃剂的作用原理都是通过抑制上述的一个或是几个燃烧阶段来达到阻燃的目的的。
2、用作造纸填料氢氧化铝填料在造纸工业中主要用作表层涂料，填料以及生产不燃纸。
在国外，早在四，五十年代就开始和使用氢氧化铝填料作为涂布用颜料，而在我国还是空白。
氢氧化铝填料作为涂布颜料有许多优越性：白度高，粒度细且粒度分布均匀，呈片状品形，用它作颜料能提高涂布纸的白度，不透明度，平滑度及吸油墨性能。
用它代替二氧化钛，在不降低纸张白度及不透明度的前提下，能节约成本，提高成纸的光泽度，改善油印性能。
3、用作牙膏材料牙膏的主要用途是出去牙齿上粘附的污物，而对牙龈无损伤。
这就需要中性摩擦剂，而氢氧化铝填料所具有的轻度摩擦特性来清洁和磨光牙齿正好满足这一要求。
并且其化学惰性是其与牙膏中的其它配料相荣：再者，氢氧化铝填料具有良好的包弗性能，因此，氢氧化铝填料在药物牙膏和斯塔高档牙膏中油着广泛的应用。
4、用作化工原料因为氢氧化铝填料是一种大规模生产的，纯度很高的精炼产品，可以在强酸强碱中很快溶解。
因此氢氧化铝填料是许多种类铝盐的重要原料。
如明矾，聚合氯化铝。
在石油化工工业中，还可用于生产无林洗衣粉，催化剂载体，等各种石油化工行业。
氢氧化铝的主要性能：随着生产和科学技术的发展，人们不断对材料提出各种各样的新要求。
此时，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂等在内的高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要，并对人类的生产生活产生了巨大的影响。
在某些特殊场所（比如宇航和潜艇等），它们甚至已经开始替代传统材料。
氢氧化铝水玻璃阻燃原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在探讨氢氧化铝水玻璃阻燃原理，介绍其特性、应用领域和阻燃机制。
通过实验与验证结果的分析，揭示氢氧化铝水玻璃阻燃材料的应用前景以及未来的发展趋势。
1.2 文章结构本文主要包含五个部分。
引言部分对文章进行了概述，并明确了文章的结构和目标。
接下来的章节将详细介绍氢氧化铝水玻璃阻燃原理、实验与验证结果、应用前景和发展趋势，并最终得出结论并展望未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入分析氢氧化铝水玻璃阻燃原理，为读者提供有关该阻燃机制的全面了解。
通过对实验与验证结果的探讨，为氢氧化铝水玻璃阻燃材料的应用提供理论支持和指导。
同时，对当前应用情况进行概述，并分析其局限性和挑战，提出未来发展方向和创新突破点。
以上是“1. 引言”部分的详细内容，用于指导后续撰写工作。
2. 氢氧化铝水玻璃阻燃原理2.1 氢氧化铝的特性氢氧化铝是一种无机化合物，分子式为Al(OH)3。
其具有以下几个特点：- 高吸湿性：氢氧化铝具有很强的吸湿性，能够从空气中吸收水分并形成液体。
- 蓄热性：由于其较高的比热容值，氢氧化铝能够在受热时有效地吸收和储存热量，并在散热时释放出来。
- 稳定性：氢氧化铝在高温环境下也能保持稳定，不易发生分解或失去其阻燃效果。
2.2 水玻璃的应用领域水玻璃（即硅酸钠溶液）是一种常见的无机胶凝材料，在建筑、陶瓷、纺织、农业等领域中有广泛应用。
其主要特点包括：- 耐火性：水玻璃可以耐受高温，具有良好的抗火性能。
- 粘结性和粘附性：水玻璃可以与多种材料粘结，在建筑中可用作胶凝剂、涂料和表面处理剂。
2.3 阻燃机制解析在氢氧化铝水玻璃阻燃体系中，氢氧化铝的特性与水玻璃的应用领域相互结合，形成了一种有效的阻燃机制。
具体而言，防火体系如下：首先，当遭受高温、明火等外界火源时，水玻璃能够吸热并迅速脱水。
这个过程中产生大量蒸汽和水分，将周围环境冷却，并帮助抑制火焰传播。
氢氧化铝氢氧化镁阻燃比例概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将介绍氢氧化铝和氢氧化镁这两种常见无机化合物，以及它们在阻燃领域的应用和性能。
阻燃材料在现代社会中具有重要的意义，它们能够有效地抑制火灾的蔓延，并减少火灾对生命财产造成的损失。
而作为常见的无机阻燃剂，氢氧化铝和氢氧化镁因其良好的阻燃性能受到广泛关注。
1.2 文章结构本文章包括五个主要部分：引言、氢氧化铝、氢氧化镁、阻燃比例概述说明和结论。
首先，在引言部分，将简要介绍本篇文章的目标和结构；然后，在第二部分中详细探讨了氢氧化铝相关的定义与特性、应用领域以及其在阻燃方面的表现；接着，在第三部分中同样详细介绍了氢氧化镁的定义与特性、应用领域以及其在阻燃方面的表现；在第四部分中，我们将着重讨论阻燃比例的概念、作用、影响因素以及其在实际应用中的意义；最后，在结论部分总结全文，并对未来可能的研究方向提出一些展望。
1.3 目的本文的目的是通过对氢氧化铝和氢氧化镁阻燃性能的介绍，探讨其在不同领域中的应用情况，并重点讨论了阻燃比例对于提升材料阻燃性能的重要性。
旨在为相关领域进行研究和开发阻燃材料提供一定的参考与启示，促进该领域技术的进步与发展。
2. 氢氧化铝:2.1 定义与特性:氢氧化铝是一种无机化合物，由阳离子Al3+和氢氧根阴离子OH-组成。
它的化学式为Al(OH)3。
室温下，氢氧化铝呈现白色结晶固体的形式。
它具有良好的耐火性、抗腐蚀性和绝缘性。
2.2 应用领域:由于其优异的特性，氢氧化铝在多个领域得到广泛应用。
首先，在建筑行业中，它被用作耐火材料，可以用于制造耐高温砖、耐火涂料和耐火保温材料等。
其次，在电子行业中，氢氧化铝可作为电介质使用，用于制造电容器、绝缘材料和封装材料等。
此外，它还可以用作填充剂、pH调节剂、沉淀剂和催化剂等。
2.3 阻燃性能:作为一种常见的阻燃材料之一，氢氧化铝具有良好的防火能力。
当暴露于高温时，它分解产生水蒸气，吸收热量，从而有效抑制火焰的蔓延。
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。
abstractIn 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。
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。
abstractIn 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。
氢氧化铝助燃剂
氢氧化铝是一种常见的助燃剂，也被称为铝酸盐。
它在许多领域都有广泛的应用，包括火箭推进剂、焰火、固体燃料和许多其他爆炸装置中。
作为助燃剂，氢氧化铝具有以下特点：
1. 高能量释放：氢氧化铝可以与氧气反应产生大量的热能，从而增强燃烧过程。
这使得它成为一种理想的助燃剂，可以提供额外的能量来支持燃烧反应。
2. 稳定性：氢氧化铝具有较高的热稳定性，在高温下也能保持相对稳定。
这意味着它可以在高温环境中保持助燃效果，并且不会自行燃烧或分解。
3. 可调性：由于氢氧化铝的粒径、形状和含量可以进行调整，因此可以根据具体需求来设计和控制燃烧过程。
不同的氢氧化铝配方可以产生不同的燃烧特性，如燃烧速度、发光效果等。
尽管氢氧化铝作为助燃剂具有许多优点，但它也存在一些潜在的安全风险。
例如，在不适当的条件下，氢氧化铝可能会与其他物质发生剧烈的反应，甚至引发爆炸。
因此，在使用氢氧化铝作为助燃剂时，需
要严格遵循安全操作规程，并确保在适当的环境下进行使用。
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.Mo ran 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℃时开始降解,温度升至300～350℃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℃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。
2 氢氧化铝的制备由于本身的结构和特殊的性质,氢氧化铝尤其是其超细粉的制备比较困难,国内外这方面的报道也比较少,现将仅有的几种制备方法介绍如下。
2.1 微乳液法W/O型微乳液是由水、与水不相溶的有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂组成的透明或半透明的热力学稳定体系。
陈龙武[5]等研究了水、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、正己醇、环己烷微乳液体系的组成和性质,当正己醇和辛烷基苯酚聚氧乙烯醚的重量比为2∶3时,该微乳液体系有较宽且稳定的微乳液相区,是一种制备超细微粒的理想体系。
在该体系中,通过氨沉淀制得的氢氧化铝超细微粒,平均粒径为6nm,有较好的分散性。
2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是目前在超细粉制备中研究和应用较多的一种方法。
Nguyen等[6]以硫酸铝为原料,在pH为3.5、溶胶浓度为0.4mol/L、加入0.3%水溶性高分子分散剂、反应温度为80℃的反应条件下进行胶溶,得到稳定溶胶,后经5h的100～150℃热处理,制得超细氢氧化铝粒子,平均粒度为70nm,分散性好,粒径分布均匀。
2.3 均匀沉淀法Kim等[7]用高纯NH4Al(SO4)2作为沉淀的前驱体,在NH4Al(SO4)2·12H2O与分析纯CO (NH2)2(尿素)的混合液中,通过控制以下反应条件:Al3+的浓度为0.024～0.15mol/L,[Al3+]/ [尿素]为0.032～0.100,反应温度为85℃,反应时间为55min,制备出单一尺寸球形的氢氧化铝颗粒。
该方法的不足是所制样品的颗粒较大,反应条件不易控制。
2.4 有机铝水解法在适当催化剂的作用下,异丙基铝在H2O-NH3体系中进行水解,生成的沉淀经过滤、干燥即得氢氧化铝超细微粒,平均粒径为90nm。
此方法优点是操作简单,制得的样品粒径小;缺点是样品团聚严重,使用的有机原料成本高[8]。
2.5 铝酸盐分解法在过饱和的铝酸钠溶液中加入NaHCO3、酸类或通入CO2进行水解,可以制得晶体氢氧化铝。
该方法操作方便,设备要求不高,易于实现工业化;缺点是制备的氢氧化铝颗粒大且粒径不均匀,还需要做分级工作[9,10]。
目前,工业用氢氧化铝阻燃剂主要采用铝酸盐分解法制备,但产品的颗粒大,粒径不均匀,会影响阻燃效果发挥。
颗粒超细化、纤维化可以改善氢氧化铝的阻燃性能,如微乳液法、溶胶-凝胶法等制备ATH的研究已在实验室展开,但各种方法都有各自的优缺点,将两种或两种以上的方法结合起来使用,充分发挥各种方法的优点,从而获得优质的ATH阻燃剂是一个重要的研究方向。
3 氢氧化铝的改性研究Al(OH)3阻燃剂单独使用时添加量需要在60%以上时才具有较好的阻燃效果,但这样影响了塑料的加工性能和降低其塑料的物理力学性能。
为此,人们要对ATH进行表面处理及与其他阻燃剂混合使用组成实用的阻燃体系,减少ATH 用量,提高阻燃效果,目前ATH主要的改性方法有以下几种。
3.1 表面改性无机阻燃剂具有较强的极性及亲水性,同非极性聚合物材料间相容性差,界面难以形成良好的结合。
为了改善ATH与聚合物间的粘结力和界面亲和性,采用偶联剂对ATH阻燃剂进行表面处理是最为行之有效的方法之一。
ATH常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。
经硅烷处理后的ATH阻燃效果好,能够有效提高聚酯的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度;经乙烯基-硅烷处理的ATH,可用于提高交联乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性、抗湿性[11]。
单烷基钛酸酯对粗粒Al(OH)3的偶联效果不如对细粒Al(OH)3的偶联效果好。
钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂可以并用,能产生协同效应。
另外,烷基乙烯酮、异氰酸酯和含磷钛酸盐等,也可作为Al(OH)3表面处理的偶联剂[12]。
3.2 与无机阻燃剂的协同效应少量的阻燃增效剂可以显著改善ATH填充体系的性能,如提高阻燃性、抑制滴落、改善力学性能。
与ATH起协同作用的无机阻燃剂范围很广泛,主要有以下3种类型。
(1)金属氧化物。
ATH可与诸多金属氧化物产生协同作用,曾有文献报道ATH能与Ni、Zn、M n、Zr、Sb、Fe、Ti的氧化物并用产生协同效应。
其中,Fe、Sb的氧化物对提高阻燃效率和分散性作用较为突出。
例如,Al(OH)3与Sb2O3并用时,硫化胶的燃烧速率比氢氧化铝和三氧化二锑单独使用时低,离火熄灭时间短,即硫化胶的阻燃性能明显改善;并且两者均易分散到硫化胶中,使硫化胶制品的力学性能也得到了明显改善[13]。
(2)硼化物。
ATH能与硼酸铵、硼砂、偏硼酸钡等起协同作用,效果良好且应用广泛的硼酸锌(Zn3(BO3)2·3H2O)可以促进材料燃烧时碳化和具有抑烟作用。
如在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中硼酸锌和ATH并用,在500℃以上能形成坚硬的类似陶瓷的残渣,燃烧余物为脆性易落灰烬,不能燃烧[14]。
(3)碱土金属氢氧化物。
碱土金属氢氧化物主要指Mg(OH)2。
ATH的分解温度为200℃, Mg(OH)2的分解温度为430℃,将两者并用可以弥补ATH因其分解温度较低而导致材料阻燃性能下降的缺陷,并且可以使复合阻燃剂在材料氧化分解过程中一直具有较好的阻燃效果。
据报道,低添加量(<30%)的M g(OH)2对ATH阻燃有促进作用,特别是可以提高材料的碳化效果;当Mg(OH)2与ATH用量相同时,在聚丙烯中有最佳的协同效果。
通过试验发现:A TH与Mg (OH)2二者混合使用,在235～455℃范围内均存在脱水吸热反应,可以在较宽范围内抑制高分子材料的燃烧[15]。
3.3 与含磷阻燃剂的协同效应含磷阻燃剂包括:有机磷阻燃剂(如磷酸酯、膦酸酯、含卤磷酸酯等)和无机磷阻燃剂(如磷酸盐、红磷等)等,它们对ATH都有较好的协同效应,尤其是无机磷阻燃剂与ATH的协同效应最为明显。
