氢氧化铝是世界上用量的无极阻燃剂之一,具有阻燃、消烟抗熔滴三重功效,在燃烧时无二次污染,热解时不产生有毒和有腐蚀性的气体,吸热并释放出水蒸气,使高分子材料具有阻燃自熄性能。它不但具有很好的分散性能,而且可以与氢氧化镁等阻燃剂相互作用发挥阻燃协效性。氢氧化铝由于极性较小与聚合物等高分子材料有着很好的相容性,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.
氢氧化铝作阻燃剂具有许多独特的优点,且来源丰富,价格低廉,应用范围广,品种多。但也具有和高分子聚合物相容性差、不对聚合物起增强作用、分解温度低(250℃就开始分解)、不适于加工高于200℃的塑料制品的缺点,因此研究其粒度超细化、表面改性处理技术、协同复合技术、纳米技术正成为***研究者研究的热点问题。
1 氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理
氢氧化铝简称AHT,其阻燃机理是受热分解放出大量的水蒸气,其反应式为:
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
这是个强吸热反应,吸热量达到1967.2J/g,起到冷却聚合物的作用,反应产生的水蒸气可以稀释聚合可燃气体,抑制燃烧蔓延,新生成的氧化铝还具有较高的活性,能吸附烟尘颗粒,起到抑烟作用。另外,氢氧化铝还具有阻滴,促进炭化作用,能长期保留在聚合物中且能增加其抗电弧性。
1.1 氢氧化铝阻燃剂的冷却技术
氢氧化铝阻燃剂中含有可生成水的氢氧根,氢氧化铝分解温度为200℃,它在从245-300℃范围内已基本上完成了脱水反应,释放出结晶水,吸收潜热,降低温度,即阻燃技术中的“冷却技术”,产生的大量水蒸汽能稀释可燃气体,同时每摩尔氢氧化铝结合了34.6mol的水,受热要吸收热量1.97kJ,也起了冷却作用。
1.2 促进不燃化合物生成
氢氧化铝脱水后在可燃物表面生成耐火性能很好的均匀分布的金属氧化物,可与其它炭化物一起形成一道致密阻燃屏障,隔绝空气,降低燃烧速率,从而降低了分解产物的质量损失速率,防止火焰蔓延。