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【深涂学会 科普知识】超细氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理及其应用领域

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一、氢氧化铝简介

随着社会对环保、健康的要求逐渐提高,阻燃剂的无卤化、抑烟及减毒已成为当前和今后阻燃研究领域的前沿课题。超细氢氧化铝(ATH)作为一种在国内外市场上广泛使用的阻燃剂,因与其配合使用的高聚物的类别不一,对其自燃过程的描述也不尽一致,一般的观点认为ATH的阻燃作用是几种机理协同作用的结果。

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二、氢氧化铝阻燃剂的协同阻燃机理
1、吸热作用:在170℃左右开始脱水吸热,抑制聚合物的升温。
2、覆盖作用:ATH脱水后在可燃物表面生成Al2O3保护膜,隔绝空气中的氧气,可阻止继续燃烧。
3、碳化作用:氢氧化铝阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质,促使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰蔓延。
4、稀释作用:ATH使得可燃性高聚物的浓度下降,其ATH脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度,从而阻止燃烧。
三、氢氧化铝的应用领域
1、用作阻燃剂
氢氧化铝填料在塑料和有机聚合物中是一种理想、环保、环境友好型的阻燃剂填充料,具有填充,阻燃,消烟三大功能。当塑料或聚合物与外部热源接触而燃烧时,可分为以下几个阶段进行阻燃:加热、分解、起火、燃烧、蔓延。
2、氢氧化铝填料改性
氢氧化铝填料作为一种两性氢氧化物,具有较强的活性,作为填充剂在塑料,橡胶等行业有广泛的应用,在使用过程中需要对氢氧化铝填料进行改性处理,以保证产品最终性能。
3、用作造纸填料
氢氧化铝填料在造纸工业中主要用作表层涂料,填料以及生产不燃纸。氢氧化铝填料作为涂布颜料有许多优越性:白度高,粒度细且粒度分布均匀,呈片状,用它作颜料能提高涂布纸的白度,不透明度,平滑度及吸油墨性能,一定程度上可以代替二氧化钛,可在不降低纸张白度及透明度的前提下节约成本,提高成纸的光泽度,改善油印性能。
4、用作牙膏材料
牙膏的主要用途是除去牙齿上粘附的污物,而对牙龈无损伤,这就需要中性摩擦剂起作用,氢氧化铝所具有的轻度摩擦特正好满足这一要求,并且其化学惰性使其与牙膏中的其它配料相容;再者,氢氧化铝填料具有良好的包覆性能,因此氢氧化铝填料在药物牙膏中有广泛的应用。
5、用作化工原料
氢氧化铝填料是一种大规模生产的,纯度很高的精炼产品,可以在强酸强碱中很快溶解,因此氢氧化铝填料是许多种类铝盐的重要原料,如明矾、聚合氯化铝。在石油化工工业中,还可用于生产无磷洗衣粉、催化剂载体等各种石油化工行业。
6、用作人造大理石
用氢氧化铝填料和不饱和聚酯树脂或甲基丙烯酸树脂生产人造玛瑙或人造大理石。由于氢氧化铝填料有着与聚酯树脂极为接近的折光指数,从而使人造产品呈现半透明状态。人造产品相对于天然产品有很多优越性,例如成本低、重量轻、不易脆裂、可以制成各色产品,因此使得人造大理石广泛应用于高档洁具,厨房装修,会议桌面和装饰板等。

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