| 產地 | zbqyhl |
氫氧化鋁呈白色粉末狀,相對密度2.42，莫氏硬度3 .0。它具有無毒、無味、分散性好、白度高、含鐵量低等特點,氫氧化鋁的用途非常廣泛。
產品特點：
1．優異的阻燃抑煙性能——受熱脫水分解，脫水後在可燃物表面生成A1203保護膜隔絕氧氣，使可燃性氣體和氧氣的濃度下降，有效抑制聚合物的升溫和熱降解，通過吸附作用抑制煙氣的產生，使之碳化而不易產生可燃性揮發物，阻止燃燒，適用於加工成型溫度低於200℃的復合材料。
2．良好的絕緣性能——流態化提純工藝大大降低了鐵鈉鉀等雜質離子的含量。
3．高白度——不幹擾復合材料制品染色。
4.低鐵——含量低於雙零五（即0.005%）以下。
5.低鈉—含量低於0.15以下
氧化鋁使高聚物阻燃的主要機理是它的吸熱脫水作用。在熱分解區，通過一個吸熱裂解反應產生一些揮發性聚合物碎片，這些碎片擴散到燃燒區和氧發生放熱反應。氫氧化鋁脫水吸收一部分燃燒熱，使它傳遞到凝固相，組織了高聚物的熱分解，也降低了燃燒速率。氫氧化鋁能阻燃的次要因素是它受熱分解放出水蒸氣稀釋了可燃性氣體，以及水參加了凝聚想的反應，但在有些情況下，這可能是阻燃的主要因素。已經證明，在氫氧化物填充的環氧樹脂燃燒過程中，不村子捕捉自由基的作用。
在氫氧化鋁填充的塑料中，它除了能起到阻燃作用外，還可以一直煙的生成，這是由於在固相中，它了碳化過程，取代了煙灰形成的緣故。一般來說，這個體係的消煙作用大概也是和氫氧化鈉在燃燒過程中所發生的脫水吸熱直接有關，。因為在凝聚相中，熱的消散會減少熱解而有利於交聯反應的發生。
氫氧化鋁的阻燃機理
一般的觀點認為ATH的阻燃作用是幾種機理協同作用的結果。因此，ATH的阻燃機理可以歸納如下:
(1)吸熱作用:在300一350℃脫水吸熱，擬制聚合物的溫升;
(2)稀釋作用:ATH填充，使可燃性氣體和氧氣的濃度下降。ATH脫水放出的水汽稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，可阻止燃燒;
(3)覆蓋作用:ATH脫水後在可燃物表面生成A1203保護膜隔絕氧氣，可阻止燃燒;
(4)碳化作用:阻燃劑在燃燒條件下產生強烈脫水性物質，使塑料碳化而不易產生可燃性揮發物，從而阻止火焰蔓延。
二:氫氧化鋁的應用氫氧化鋁阻燃劑是合成材料的無鹵阻燃劑之一。它具有阻燃、消煙、填充3大功能，燃燒時無二次污染，不但在聚合物中分散性好，而且廣泛用於電工、電線、電纜、日用品、建築材料、運輸等塑料和橡膠制品中。
2.1橡膠彈性體無機氫氧化物可以在一係列橡膠中作阻燃添加劑，根據制品的厚度、阻燃要求以及氫氧化物特性不同，天然橡膠一般使用40%-70%阻燃劑，ATH因其成本低成為市場上銷售大的無機氫氧化物
2.2不飽和聚合物
粒徑在8υm的氫氧化鋁大部分用於阻燃。根據資料40-50磨細至8υm 的ATH, 1.75%氧化銻及1.75%含鹵磷酸醋可獲得良好加工性的SMC;除具有良好的阻燃性外，其產生的煙量少，電器特性可以接受。通過對不同粒徑的ATH研究表明在8υm以上時，樹脂的勃度相當均一，當小於8υm是氧指數顯著增加。
2 .3環氧樹脂
在環氧樹脂中，氫氧化鋁有顯著提高氧指數的作用，如在100份環氧樹脂中添加80份氫氧化鋁，氧指數可從原來的20.。提高到27.5，這樣的環氧樹脂可用於密封材料、澆鑄件、環氧樹脂玻璃纖維等。在電氣方面，氫氧化鋁能增強環氧樹脂的抗電弧性和抗弧跡性。經氫氧化鋁填充的環氧樹脂在制作變壓器、絕緣器材、開關裝置等方面也有很大的發展前途。
2 .4熱塑性材料
使用氫氧化鋁作為阻燃劑的熱塑性材料中常見的是聚氯乙烯。氫氧化鋁可以取代碳酸鈣非常容易的摻和到增速的聚氯乙烯中。為了達到的阻燃性，一是氫氧化鋁和磷酸醋類增塑劑並用，另一種方法是將氫氧化鋁和硼酸鋅並用，這些配方以用於PVC的電線、電纜料中。此外，在聚乙烯和聚丙烯等可燃性聚烯烴塑料制品中加人高填充量的氫氧化鋁，不但阻燃，而且通過近年來新的表面處理技術，可使高填充量的聚烯烴通過復合反應較易通過模鑄加工，改善了產品的拉伸強度和抗衝擊性能，使其廣泛應用在電氣導管和設備外套方面。
2 .5合成橡膠
氫氧化鋁在橡膠中不但可以做阻燃劑，而且可作補強劑用於丁苯橡膠的膠乳泡沫橡膠和地毯底層的橡膠粘結劑，也可用於鋪墊用的氯丁橡膠。在研究氫氧化鋁對NBR硫化膠阻燃性能的影響中發現，在氫氧化鋁用量不超過100份時，隨著氫氧化鋁用量增大，硫化膠的燃燒速度降低，離火熄滅時間縮短;氫氧化鋁用量為60一80份時，硫化膠的阻燃性能和物理性能達到佳平衡。另外氫氧化鋁對於提高硅橡膠的耐漏電起痕性能也起到了重要作用。
2.6柔性聚氯乙烯無機氫氧化物阻燃劑主要用於PVC為材質量的電線電纜，硬質PVC含氯量高(50%)，被認為相對阻燃，氧指數470，柔性PVC一般家25%-50%的梭酸醋，比如鄰苯二甲酸二辛醋等作為增塑劑。增塑新性可燃，降低了材料的阻燃性，氧化銻的加人可提高氧指數，但氧化銻添加量超過5%，氧指數開始下降，配方中加人20%-30%的ATH獲得氧指數超過單獨使用氧化銻所獲數值，使用1 Em的ATH所得到的氧指數比粗顆粒產品得到的氧指數比高2%-3%.
三:提高氫氧化鋁阻燃效果的途徑
表面改性可以顯著的提高超細氫氧化鋁填充PVC體係的性能，增進氫氧化鋁填料在有機高聚物中的潤濕分散性，增強了與高聚物基料的向容性和結合力，從而提高了復合材料的力學性能,目前人們對ATH一般都對氫氧化鋁進行表面處理及與其他阻燃劑混合使用，以減少ATH用量，提高阻燃效果，目前ATH主要的改進方法有以下幾種。
3.1表面改性
無機阻燃劑具有較強的極性及親水性，同非極性聚合物材料間相容性差，界面難以形成良好的結合。為了改善ATH與聚合物間的粘結力和界面親和性，採用偶聯劑對ATH阻燃劑進行表面處理是為行之有效的方法之一。氫氧化鋁顆粒經表面處理後還可以改善與樹脂的相容性，阻燃劑可很好地分散在樹脂中，同時耐熱溫度也提高至330℃，因而適用於PE, PP, EVA(乙烯/乙酸乙烯醋共聚物)及加工溫度高的工程塑料PBT(聚對苯二甲酸丁二醇醋)和PA(尼龍)。 ATH常用的偶聯劑是硅烷和欽酸醋類。經硅烷處理後的ATH阻燃效果好，能夠有效提高聚醋的彎曲強度和環氧樹脂的拉伸強度;經乙烯基一硅烷處理的ATH，可用於提高交聯乙烯一醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性、抗濕性。欽酸醋偶聯機和硅烷偶聯劑可以並用，能產生協同效應。其他如硅烷乙基酮、異氰酸醋和含磷欽酸鹽等，也可作為AI (OH) 3表面處理的偶聯劑。
3.2與無機阻燃劑的協同效應
少量的阻燃增效劑可以顯著改善ATH填充體係的性能，如提高阻燃劑、抑制滴落、改善性能。與ATH起協同作用的無機阻燃劑範圍很廣泛，主要有以下3種類型。金屬氧化物。ATH可與諸多金屬氧化物產生協同作用，曾有文獻報道ATH能與Ni, Zn, Mn, Zr, Sb, Fe, Ti的氧化物並產生協同效應。其中，Fe, Sb的氧化物對提高阻燃效率和分散性作用較為突出.硼化物。ATH能與硼酸按、硼砂、偏硼酸鋇等起協同作用，效果良好且應用廣泛的硼酸鋅(Zn3 (B03)2?3H20 )可以材料燃燒時碳化和具有抑煙作用。如在乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)中硼酸鋅和ATH並用，在500℃以上能形成堅硬的類似陶瓷的殘渣，燃燒餘物為脆性易落灰燼，不能燃燒。 鹼土金屬氫氧化物。鹼土金屬氫氧化物主要指Mg (OH) 2. ATH的分解溫度為200℃，Mg(OH)2的分解溫度為430cC，將兩者並用可以彌補ATH因其分解溫度較低而導致材料阻燃性能下降的缺陷，並且可以使復合阻燃劑在材料氧化分解中一直具有較好的阻燃效果。通過試驗發現:ATH與Mg (OH) 2二者協同混合使用，在235一455℃範圍內均存在脫水吸熱反應，可以在較寬範圍內抑制高分子材料的燃燒。
3.3與含磷阻燃劑的協同效應
含磷阻燃劑包括:有機磷阻燃劑(如磷酸醋、騰酸醋、含鹵磷酸醋等)和無機磷阻燃劑(如磷酸鹽，紅磷等)等，它們對ATH都有較好的協同效應，尤其是無機磷阻燃劑與ATH的協同效應為明顯。當以ATH做主阻燃劑時，添加少量的含磷阻燃劑就可以大幅度提高氧指數。這主要是因為含磷阻燃劑具有強烈脫水作用， ATH脫水結晶吸熱，使阻燃體係阻燃效果增大。
3.4與多種阻燃劑復配
ATH與單種阻燃劑發生增效作用是有限的，因而常常是把多種阻燃劑復配在一起，使它們相互增效、取長補短，達到降低阻燃劑的用量，提高材料阻燃性能、加工型能和力學性能的目的。如linuma等研究了ATH, Mg(OH)2紅磷三者復配體係。增效情況表明，Mg(OH)2、紅磷不但能使ATH阻燃體係在較寬的溫度範圍內起作用，而且也使ATM的用量減少，體係的阻燃性能提高，力學性能也得到了改善。
四：氫氧化鋁的發展趨勢及展望
4.1發展以氫氧化鋁為主的復合性阻燃劑 氫氧化鋁與氫氧化鎂在相當廣泛的比例內聯合使用，可以使阻燃性提高，這是因為水汽化切吸熱溫度範圍增加，在協同效應中殘餘的氧化物也起著重要的作用，而我國也含有較豐富水鎂石礦，在這方面的發展具有非常廣闊的前途。
4.2開發的表面處理劑
ATH單獨使用時，添加量在6份以上才具有較好的阻燃效果。但高填充量會影響塑料的加工性能和光學性能，若能開發價廉的偶聯劑，在ATH添加量很高時，也不影響加工及光學性能，那將大大ATH的應用。因此，開發的偶聯劑以改善ATH與高聚物的相容性是當前的研究方向之一。
4.3開發的增效劑
在減少ATH用量方面已經做了一些探索，開發了一些本身阻燃性不是太好，但對ATH具有很好增效效果的化合物。繼續開發更的增效劑，減少ATH的用量，降低阻燃劑成本，是今後開發無鹵阻燃劑技術的重點和提高ATH阻燃性能的關鍵。
4 .4氫氧化鋁顆粒的微粉化
ATH粒徑大小直接影響其阻燃性和填充性。增加ATH粒子的表面積，使粒子表面水蒸氣壓上升，有利於阻燃性的提高。現代填充技術發展，超細無機剛性粒子可對高分子材料起到增韌增果。因此超細ATH粒子不僅使體係阻燃性能提高，也可解決其影響力學性能這一難題。美國Alcoa公司開發出了新型的改性超細氫氧化鋁阻燃劑，其粒徑小至0.2- 5υm，這種產品與普通型號氫氧化鋁的阻燃效果相同，添加量卻可大大減少，因此不會影響塑料產品的其它性能。
4?5高純化
高純化是指除去氫氧化鋁中的雜質，使其中的Naz。質量分數低於0.2%。日本輕金屬推出的高純氫氧化鋁品級，其AI (OH),含量大於99.9%。美國Alcoa公司開發出了新品種氫氧化鋁阻燃劑，其Na2O含量只有常規產品的1/10，這種產品作為阻燃絕緣材料很有發展前途。氫氧化鋁顆粒經表面處理後還可以改善與樹脂的相容性，例如Solem公司的Zerogen 15阻燃劑可很好地分散在樹脂中，Nat。質量含量低，比表面積大，電氣性能優異，可在290℃下使用.