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,而且又易与其它添加物产生阻燃协同效应,可广泛用于不饱和聚酯、环氧树脂、热塑性塑料、合成橡胶、复合材料等制品中。
1、不饱和聚酯浇注制作各种高压或低压电器开关时,添加 氢氧化铝可使制品具有阻燃性、消烟性以及抗电弧性。由于高白氢氧化铝的白度达93 %以上,有的结晶形态,并具有与聚酯树脂相近的折光系数。
2、在环氧树脂中, 氢氧化铝有显著提高氧指数的作用,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。
3、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,还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。
4、在橡胶中 氢氧化铝不但可以作阻燃剂,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接剂,也可用于铺垫用的氯丁橡胶。氢氧化铝与氢氧化镁复配常常用于EVA/PE低烟无卤电缆料,此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。
5、氢氧化铝在地毯行业中的应用主要是利用 氢氧化铝的阻燃填充性能。
淄博博业新材料有限公司位于山东淄博,是一家专业生产氢氧化铝阻燃剂系列产品、氧化铝基系列产品的生产企业。产品广泛应用于人造大理石、玻璃工业、橡胶复合绝缘子,树脂类材料,电线电缆料,橡塑材料(BMC模塑材料),油漆,油墨,吸附剂等各种应用行业。
公司拥有一支高水平的技术研发队伍,雄厚的新产品研发和生产能力,配有先进的粉体试验基地和完备的检测仪器,对生产过程每一道工序实施质量监控,使公司产品完全符合佳产品质量标准。以的产品信誉服务于广大用户。
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氢氧化铝性状
氢氧化铝为白色粉末状,主要成分为AL(OH)3,具有流动性好,白度高等特点。
1、氢氧化铝可以防止发烟,不产生滴下物,不产生有毒气体,在强碱强酸溶液中易分解,加热分解脱水变为氧化铝。适用于模塑材料、橡塑发泡材料、热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料、玻璃钢、树脂、电子、陶瓷、玻璃制品等。
2、活性的氢氧化铝采用国内先进生产技术(用硅烷或硬脂酸等偶联剂做表面处理),经过多种助剂和偶联剂活化改性表面处理,细度高,粒度分布窄,阻燃效果好,白度高,容重低,可增多添加量。
氢氧化铝指标:
产品牌号
物化指标
AH-50
AH-20
AH-8
AH-5
AH-3
AH-1
附着水分(%)
0.2
0.2
0.20
0.20
0.30
0.25
Al(OH)3(%)
99.6
99.6
99.6
99.6
99.6
99.6
Fe2O3(%)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
SiO2(%)
0.03
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
Na2O(%)
0.2
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
W-Na2O (%)
0.03
0.03
0.04
0.05
0.05
0.05
中位粒径(um)
50
20
8
5
3
1
筛余量(%)
325目
30
30
0.3
0
0
0
体积
密度
轻装
0.9
0.9
0.7
0.6
0.55
0.4
重装
1.1
1.1
1.1
1.0
0.8
0.6
吸油量(ml/100g)
20
22
26
28
30
40
注:可根据客户要求调整粒度及吸油量
氢氧化铝用途
1、各种铝化物原料、塑料、橡胶等易燃材料的阻燃添加剂、人造大理石填料、造纸、表面色料、涂料、牙膏基材、氟化盐、人造玛瑙、玻璃马赛克、建筑材料速凝填充剂、SMCBMC模塑材料填充、橡塑材料填充等。
2、活性的氢氧化铝可改善氢氧化铝与树脂的结合性和加工性,使之兼具阻燃和填充双重性能,因而在塑料、橡胶等复合材料中添加本产品,不光使产品具有阻燃消烟效果,而且抗漏电,耐电弧,耐磨性能增强。可广泛用于电工LDPE电缆料、橡胶、电线电缆绝缘层、护套层,BMC模塑材料、橡塑材料、保温材料、传送带、覆铜板、基材等。
包 装外编覆膜袋,每袋净重40kg或25kg或根据具体要求定制。
运 输为非危险品,运输过程中防止受潮、雨淋和包装破损。
贮 存在干燥通风的库房内。
氢氧化铝是一种具有环境性和使用性 的无毒、无公害的无机阻燃剂,其消耗量在所有的阻 燃剂中稳居,目前ATH的消耗量约为 220 kt以上,占阻燃剂总耗量的50%,占无机阻燃剂 总耗量的75%。
据统计在2000年到2010年间,ATH用量的年平均增长速度达65%,高于所有其他 类型的阻燃剂,美国是应用阻燃剂数量大的国家, 已超过50多个生产厂家和100种阻燃剂产品,中国 同先进国家比较差距较大,主要是产量低、品种少, 作为无机阻燃剂,氢氧化铝在阻燃剂行业中的应用也仅仅是开始。
由于缺乏超细化工品种,导致产品 质暈较差,科技含量较低,仅适用于建筑交通技术要 求不高的领域,在对阻燃剂性能要求较高的电子工 业、航空等高科技领域中的应用则较少,中国阻燃剂 市场目前还处于需大于供的局面,是发展氢氧化铝 作阻燃剂的大好时机,关键是开发研究性能的 新产品。
1.氧化锑
氧化锑本身不是阻燃剂,只有与卤素协同作用时才能构成一种非常有效的阻燃体系。氧化锑通常是用卤化物进行活化。卤化物受热分解释放出氢卤酸或卤素,此分解产物再与氧化锑反应产生出三卤化锑或卤氧化锑,这些锑的氧化物才起到阻燃作用。
2.水合氧化铝
它在塑料加工过程中有三重作用:一是它在燃烧过程中三个结晶水汽化带走大量的热,使燃烧表面降温,同时水蒸气又覆盖在火焰周围,达到阻燃效果又不产生有毒有害气体;二是它带有三个结晶水,可以使塑料制品有抗静电能力;三是它在塑料中作为填充材料大大降低了塑料制品的成本。
3.氢氧化镁
水合氢氧化镁有很多优点,但它起始分解温度低,在材料加工过程中容易出现脱水现象。而氢氧化镁的起始分解温度比水合氢氧化铝高得多,热稳定性好,特别适宜与加工温度较高的聚烯烃塑料。
氢氧化镁的阻燃机理:一是阻燃剂分解后会产生较重的不燃气体或高沸点液体覆盖与聚合物表面,隔绝氧和可燃物的扩张;二是阻燃剂产生的不燃气体,冲淡了燃区可燃气体的浓度和氧的浓度;三是阻燃剂的吸热或升华能够降低高聚物表面温度,使之难燃或减缓燃烧过程。
4.硼酸盐
目前主要是硼酸锌产品。而低水硼酸锌是一种性能优良的固体无机阻燃剂白色粉末状晶体熔点为900℃,硼酸锌有很好的阻燃和抑烟的作用,在300℃开始释放出结晶水,在卤素化合物存在下,生成卤化硼,卤化锌,抑制和捕获游离的羟基,阻止燃烧连锁反应,同时形成固相覆盖层,隔绝燃烧物表面空气,阻止火焰继续燃烧并能发挥消烟灭弧的作用。硼酸锌阻燃剂很少单独使用,一般要同氧化锑配合再与含卤阻燃剂并用。
5.无机磷化物
主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵,研究和应用较多的为红磷。红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有、抑烟,低毒的阻燃效果。但在实际应用中易吸潮、氧化,并放出剧毒气体,而且程深红色,在与树脂混炼,模型等加工的过程中存在着火的危险,且与树脂相容性差,不易分散均匀,导致基材的物理性能下降,因此使用受到很大限制。
经改性和表面处理的红磷,如在红磷中加入金属粉末等可抑制其氧化速度,使用硝酸银、氯化汞、活性炭,氧化铜等可以捕捉磷化氢,从而解决了红磷塑料的毒性问题,把石蜡油、氯化石蜡,有机硅酮等添加到红磷里可以减少粉尘。
红磷的微胶囊化技术表面处理有效的手法,其制备方法是将液体、固体,或气体囊心物质分细,然后以这些微粒为核心,使聚合物成膜材料在其上沉积涂层,形成一层薄膜,将囊心微粒包裹。由于微胶囊能保护物质免受环境的影响,改变物质重量,状态或表面性能,隔离活性成分,降低挥发性和毒性等多重作用,所以将该技术用于无机阻燃剂,就可以防止无机阻燃剂迁移,提高阻燃效果,改善阻燃稳定性等。
新型无机阻燃剂的发展近况
阻燃剂是塑料加工的重要助剂之一,它可以使塑料具有难燃性、自熄性和消烟性,从而提高塑料产品的性能。就产量和用量来看,目前阻燃剂已成为仅次于增塑剂的塑料助剂,阻燃剂消费量已超过100万吨。
氢氧化铝阻燃剂(ATH)
氢氧化铝 (简称ATH) 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,而且价格低廉,来源广泛。氢氧化铝的脱水吸热温度较低,约为235~350℃,因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著。ATH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,具有良好的阻燃及降低发烟量的效果。添加50%的氢氧化铝的聚烯烃,在日本主要用于制作食品包装材料,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。
普通氢氧化铝阻燃剂主要问题是所需填充量大,否则就无良好的阻燃效果,但填充量大必然导致树脂混炼和成型时物料的流动性差,影响材料的加工性能和机械性能。Alcoa公司开发出了新型的超细氢氧化铝阻燃剂,其粒径小至0.2~0.5mm,这种产品与普通型号氢氧化铝的阻燃效果相同,添加量却可大大减少,因此不会影响塑料产品的其它性能。氢氧化铝颗粒经表面处理后还可以改善与树脂的相容性,例如Solem公司的Zerogen 15阻燃剂可很好地分散在树脂中,同时耐热温度也提高至330℃,因而适用于PE、PP、EVA(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)及加工温度高的工程塑料PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和PA(尼龙)。
氢氧化镁阻燃剂(MDH)
氢氧化镁(简称MDH)阻燃剂具有良好的阻燃效果,同时还能够减少塑料燃烧时的发烟量,起到抑烟剂的作用。氢氧化镁还具有无毒,高温加工时热稳定性好等优点。氢氧化镁填充的塑料材料表面光洁明亮,色泽美观大方。将氢氧化镁阻燃剂用于PP塑料,添加量为50%时即具有良好的阻燃效果。在适量添加时,氢氧化镁还是PP材料的消烟填料。但是氢氧化镁分解温度较高,在340~490℃左右,吸热量也较小,因此对抑制材料温度上升的性能比氢氧化铝差,对聚合物的炭化阻燃作用却优于氢氧化铝。因此两者复合使用,互为补充,其阻燃效果比单独使用。
氢氧化镁阻燃剂同样有所需填充量大的缺点,大量的氢氧化镁阻燃剂会降低塑料制品的强度以及其他性能。其次氢氧化镁的耐酸性差,在酸中会很快溶解,也容易受乳酸影响而使制品表面留下指纹。
目前已经采用超细化技术,表面处理等技术改善了氢氧化镁阻燃剂的性能,开发出一系列的新产品。如Norton Thiokal 公司对氢氧化镁表面处理后,解决了耐酸性差的问题,还提高了阻燃剂在树脂中的分散性能,此种产品填充50%-60%作为阻燃剂时,对塑料产品的流变性的影响仍然很小;Ventron公司开发了低粉尘,细颗粒级的氢氧化镁,此种产品提高了氢氧化镁阻燃剂的使用效率,同等阻燃效果时的填充量可有效降低。
红磷阻燃剂
红磷是一种很好的无机阻燃剂,同时还是氢氧化铝/氢氧化镁阻燃体系中常见的阻燃增效剂。红磷的阻燃效率高、用量少、发烟量低、毒性小,具有非常广范的使用范围。尤其对含氧聚合物的阻燃效果好,对PE、PP塑料的阻燃效果稍差,但与氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂同时使用时,可以产生协同效应而起到良好的阻燃效果。
普通红磷阻燃剂有吸潮、易着色、摩擦碰撞时易爆炸的缺点,目前已经开发出颗粒用微胶囊包覆的红磷阻燃剂,它是在红磷微粒外包覆一层膜而使之成为胶囊,这种胶囊在加工时不会破裂,但塑料材料着火时,这层膜却能立即融解而释放出阻燃剂从而达到阻燃的目的。因此新型红磷阻燃剂克服了以上几种缺点,并且其阻燃效果与普通红磷阻燃剂基本相同。微胶囊包覆方法还提高了红磷在树脂中的分散性能。这类产品的代表有Albright &Wilson公司的AMGARD CPS、AMGARD CRP系列,日本的RINKA系列等。国内马鞍山高新化学制剂厂已建成年产200吨/年的超细微胶囊化红磷阻燃剂生产线,产品粒径在12.5mm以下,阻燃效率高,粉尘含量少,无燃烧爆炸危险,产品还易分散在物料中。
塑料阻燃剂的发展趋势
不使用含氯、溴等卤素的阻燃剂
由于卤素阻燃剂在燃烧时释放出大量的烟和有毒气体,发达国家对其使用已经作出了严格的规定。随着生活水平的提高,人们对以及环保的要求也相应地提高,国内已有学者呼吁按照我国实际情况制定阻燃剂使用及阻燃效果测试的标准,因此国内塑料企业应尽早在国家出台相应规定以前做好准备。另外中国进入贸易组织后,塑料行业的各种规定也应当迅速与国际接轨,只有这样,我国的产品才能在其它国家,尤其是发达国家得到承认。
使用具有抑烟效果的阻燃剂
发烟是聚合物燃烧的基本特征,烟密度过大不仅降低环境能见度,给救灾带来种种不便,而且烟也是火灾时致命的因素,资料统计,火灾中80%的死亡是烟窒息所致。因此阻燃技术中“阻燃”和“抑烟”已相提并论。而且对某些类型的塑料材质,如PVC而言,抑烟比阻燃更为重要。将普通阻燃剂与钼化物复合使用,是解决消烟问题有效而经济的途径。例如Climax公司开发的Moly-FR-201阻燃剂是钼酸铵和氢氧化铝的复合物,在PVC材料中添加5~10份,发烟量即可以减少43%。
无机阻燃剂将在时期内快速发展并大量使用
无机阻燃剂具有价格低廉,来源广泛,无毒、无腐蚀,在燃烧时不造成二次污染等优点。为了减少阻燃剂的有害副作用,各国都在集中力量研制无机阻燃剂。微细化、表面改性、微胶囊化的无机阻燃剂必将成为塑料行业的新宠。
总之,塑料阻燃剂的发展趋势将是、抑烟性好、无毒廉价、对塑料制品使用性能影响小的阻燃剂,当前则应特别关注各种新型的无机阻燃剂。
氢氧化铝可以使添加氢氧化镁的合成材料能承受更高的加工温度,利于加快挤塑速度,缩短模塑时间,同时亦有助于提高阻燃效率。氢氧化镁粒径细,对设备磨损小,利于延长加工设备使用寿命。由于氢氧化镁与氢氧化铝相比有许多优点,因此氢氧化镁所占比例越来越大。氢氧化镁与同类无机阻燃剂相比,具有的抑烟效果。氢氧化镁在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放,而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体。
氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂单独使用时,用量一般在这严重影响了材料的机械性能。均匀分散就成为加工工程中为重要的问题。选择出性能优良的表面改性剂,对氢氧化镁的表面改性,是氢氧化镁使用前的工作。目的是使粒子的表面活性提高,改善分散性,提高阻燃效果、提高与高分子材料相容性、提高抗冲击性能与热性能。