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金屬氫氧化物阻燃劑:氫氧化鎂與氫氧化鋁


氫氧化鎂

氫氧化鎂是無毒、無味、不腐蝕的白色粉末,熱分解溫度為390-430℃。主要用于CPCCPE、軟磁鐵氧體阻燃劑。廣泛用于PPPVCPEPSPAPCABSEVA等塑料橡膠中,在油漆、涂料以及不飽和聚酯中也有應用。

氫氧化鎂是一種高填充量與添加型的無機阻燃劑與抑煙劑。其阻燃機理為:氫氧化鎂在340-490℃受熱時,發生分解吸收燃燒物表面熱量達到阻燃作用;同時,釋放出大量地水分稀釋燃物表面的氧氣,而分解生成的活性氧化鎂會附著在可燃物的表面,進一步阻止燃燒的進行。在整個阻燃過程中,氫氧化鎂并沒有產生任何有害物質,而且分解出的產物在阻燃的同時,還可以大量地吸收塑料、橡膠等高分子燃燒生成的有害氣體與煙霧。活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物,在快速阻止燃燒的同時,并消除煙霧與阻止熔滴,是一種新興的的環保型無機阻燃劑。

活性氫氧化鎂阻燃劑不含溴(Br)、氯(Cl)等鹵族元素,具有良好的阻燃抑煙作用,是塑料、橡膠等高分子材料理想的低煙無鹵填充型阻燃劑。由于氫氧化鎂的分解溫度達到340℃,十分適合PPPEABSEVA等成型溫度高的產品。在電線電纜的阻燃絕緣料與護套料、防火填料、注塑色母料等有廣泛應用。

氫氧化鋁

氫氧化鋁(ATH)也稱三水合氧化鋁,相對密度為2.42,相對質量為78.00,是無毒、無味的白色粉末。200℃以上開始失水,變成氧化鋁,不溶于水或醇,溶于熱硫酸、鹽酸及堿中。

230~330℃的時候,氫氧化鋁受熱脫水,結晶水的析出分為三個階段。第一階段,吸熱峰值在230℃左右,等同于三水合氧化鋁部分失水轉變成單水合氧化鋁;第二階段,吸熱峰值在300℃左右,等同于單水合氧化鋁進一步失水轉變成結晶氧化鋁;第三階段,吸熱峰值在500℃左右,等同于單水合氧化鋁進一步分解轉化成Al2O3

此外,氫氧化鋁的起始脫水溫度與吸熱峰值的位置,與氫氧化鋁的粒度、粒度分布、純度、加熱條件存在聯系。

氫氧化鋁廣泛應用于阻燃PEPPEVAHIPSPVCABS、環氧樹脂、丙烯酸酯、不飽和聚酯、軟質聚氨酯泡沫塑料、涂料、橡膠、乳膠等,改性后也可用作PA阻燃。

氫氧化鋁在阻燃時往往需要和其他阻燃劑復配使用,單一的氫氧化鋁的阻燃效率不夠,而對添加量要求嚴格的基材,氫氧化鋁的大量添加會對基材的阻燃性能與其他性能造成影響。

總結

雖然國內目前氫氧化鋁的用量比較多,但是隨著高聚物加工溫度的提高,易分解的氫氧化鋁的阻燃作用會降低。相比于氫氧化鋁,氫氧化鎂具有以下的優勢:

① 氫氧化鎂熱分解溫度達到340℃,至少比氫氧化鋁高100℃,更有利于塑料加工溫度的提高、加快擠塑速度、縮短模塑時間;

② 氫氧化鎂和酸的中和能力強,可以較快地對塑料在燃燒過程中產生的酸性氣體,如SO2NOxCO2等進行中和;

③ 氫氧化鎂分解能高,有助于吸收燃燒熱,提高阻燃效率;

④ 氫氧化鎂抑煙能力強、硬度小,對設備摩擦小,有利于延長生產設備的使用壽命。



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