氫氧化鋁在聚合物阻燃領(lǐng)域?qū)Σ煌叻肿硬牧闲阅艿挠绊?/h1> 文章出處：行業(yè)動態(tài) 責(zé)任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2024-12-13

　　氫氧化鋁，作為一種無鹵阻燃劑的典型代表，憑借其卓越的抑煙、阻燃性能，以及無毒、不揮發(fā)、成本低廉等特點(diǎn)，在聚合物阻燃領(lǐng)域扮演了舉足輕重的角色。其使用量在眾多阻燃劑中遙遙領(lǐng)先。然而，氫氧化鋁與有機(jī)聚合物在物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)上的顯著差異，導(dǎo)致了它們之間相容性的不佳，這極大地限制了氫氧化鋁在聚合物中的應(yīng)用范圍。為此，段金鳳等研究者深入探討了氫氧化鋁改性前后對橡膠性能的影響，特別是力學(xué)性能和阻燃等級的變化，從而揭示了粉體表面改性對于提升氫氧化鋁應(yīng)用性能的重要性。
1、未改性氫氧化鋁對橡膠性能的影響
在實驗中，我們以超細(xì)氫氧化鋁為添加劑，觀察了其對硫化膠性能的影響。隨著超細(xì)氫氧化鋁添加量的增加，硫化膠的力學(xué)性能出現(xiàn)了明顯的下滑。具體表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率和撕裂強(qiáng)度的全面下降，同時，相對體積磨耗量的增加也意味著耐磨性能的惡化。然而，與之形成鮮明對比的是，硫化膠的氧指數(shù)卻隨著氫氧化鋁添加量的增加而逐步提升。在一定范圍內(nèi)，每增加30份氫氧化鋁，硫化膠的氧指數(shù)大約可以提高2個單位。這表明，氫氧化鋁的加入顯著提升了橡膠的阻燃性能。

阻燃性能的提升主要得益于氫氧化鋁在燃燒過程中分解吸收熱量，并產(chǎn)生大量的結(jié)晶水，這些水分有助于稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，從而提高氧指數(shù)和阻燃效果。然而，隨著氫氧化鋁添加量的增加，無機(jī)成分的比例也隨之上升，而含膠量相應(yīng)降低。在受到外力作用時，硫化膠中交聯(lián)鍵間的協(xié)同能力減弱，導(dǎo)致力學(xué)性能的進(jìn)一步下降。

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為了改善氫氧化鋁與聚合物之間的相容性，通常需要采用偶聯(lián)劑對超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行表面處理。這種處理不僅能夠提高氫氧化鋁的分散性，還能夠增強(qiáng)其與聚合物基體的相互作用，從而在一定程度上緩解力學(xué)性能的下降。
因此，為了使橡膠兼具優(yōu)異的阻燃性能、氧指數(shù)及力學(xué)性能，一定要對氫氧化鋁等無機(jī)阻燃劑進(jìn)行表面改性。如上文所見，粉體處理劑的量不是越多越好，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行實驗。東超新材可根據(jù)您的應(yīng)用要求對氫氧化鋁進(jìn)行特定的表面處理，
氫氧化鋁作為一種無機(jī)環(huán)保型阻燃添加劑，其應(yīng)用不僅限于阻燃，還能夠有效防止發(fā)煙、滴落物產(chǎn)生和有毒氣體的釋放，因此在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，其使用量也在逐年攀升。下面，讓我們深入探討氫氧化鋁在不同高分子材料中的應(yīng)用情況。
1、在不飽和聚酯中的應(yīng)用
在玻璃纖維增強(qiáng)的不飽和聚酯澆注塑料中，如高壓或低壓電器開關(guān)等，氫氧化鋁作為填料被廣泛應(yīng)用。它不僅賦予了塑料制品優(yōu)異的阻燃性和消煙性，還增強(qiáng)了其抗電弧性能。此外，氫氧化鋁還用于制作玻璃鋼層壓制體，如玻璃鋼瓦、管材、貯槽等，這些產(chǎn)品均展現(xiàn)出了良好的阻燃效果。
2、在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用
氫氧化鋁在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用，展示了其高效的阻燃效果。當(dāng)環(huán)氧樹脂中填充40%至60%的氫氧化鋁時，其氧指數(shù)較未填充的環(huán)氧樹脂提高了一倍。同時，填充后的環(huán)氧樹脂在抗電弧性和抗弧跡性方面也得到了顯著增強(qiáng)。這些改性后的環(huán)氧樹脂在制造變壓器、絕緣器材、開關(guān)裝置等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
3、在聚氯乙烯中的應(yīng)用
在熱塑性塑料中，氫氧化鋁在聚氯乙烯（PVC）中的應(yīng)用尤為廣泛。氫氧化鋁能夠輕易地取代碳酸鈣填料，與增塑的PVC混合。為了達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性，有兩種常用的方法：一是將氫氧化鋁與磷羧酯增塑劑共同使用，另一種則是將氫氧化鋁與硼酸鋅混合使用。這些配方已經(jīng)在PVC電線電纜料中得到了應(yīng)用。在硬質(zhì)PVC中，加入氫氧化鋁主要是為了起到消煙的作用。
4、在乳膠和粘合劑中的應(yīng)用
氫氧化鋁在地毯襯墊乳膠橡膠和羧酸化膠乳粘合劑中的應(yīng)用歷史悠久，至今仍是其主要的市場消耗領(lǐng)域。在這些材料中，氫氧化鋁作為具有阻燃性的填充料，取代了阻燃能力較弱的碳酸鈣和白土。通常情況下，100份膠乳中會加入20至150份粒徑在3至20微米的氫氧化鋁，而在粘合劑中，加入的量則高達(dá)75至250份。預(yù)計未來，膠乳沉淀仍將是氫氧化鋁的主要消耗者。
5、在聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等熱塑性塑料中的應(yīng)用
氫氧化鋁已成功應(yīng)用于阻燃裝飾用鈣塑板，并取得了良好的效果。然而，在聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等熱塑性塑料中，氫氧化鋁單獨(dú)使用時的添加量需要達(dá)到60%以上，才能顯示出一定的阻燃性。但這樣的高添加量會嚴(yán)重影響到塑料的抗沖擊強(qiáng)度。因此，到目前為止，如何平衡氫氧化鋁在這些熱塑性塑料中的添加量與材料性能之間的關(guān)系，仍然是研究的主要課題。
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參考來源:

[1]段金鳳等.超細(xì)氫氧化鋁對天然橡膠性能影響的研究

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