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金属氢氧化物阻燃剂:氢氧化镁与氢氧化铝


氢氧化镁

氢氧化镁是无毒、无味、不腐蚀的白色粉末,热分解温度为390-430℃。主要用于CPCCPE、软磁铁氧体阻燃剂。广泛用于PPPVCPEPSPAPCABSEVA等塑料橡胶中,在油漆、涂料以及不饱和聚酯中也有应用。

氢氧化镁是一种高填充量与添加型的无机阻燃剂与抑烟剂。其阻燃机理为:氢氧化镁在340-490℃受热时,发生分解吸收燃烧物表面热量达到阻燃作用;同时,释放出大量地水分稀释燃物表面的氧气,而分解生成的活性氧化镁会附着在可燃物的表面,进一步阻止燃烧的进行。在整个阻燃过程中,氢氧化镁并没有产生任何有害物质,而且分解出的产物在阻燃的同时,还可以大量地吸收塑料、橡胶等高分子燃烧生成的有害气体与烟雾。活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物,在快速阻止燃烧的同时,并消除烟雾与阻止熔滴,是一种新兴的的环保型无机阻燃剂。

活性氢氧化镁阻燃剂不含溴(Br)、氯(Cl)等卤族元素,具有良好的阻燃抑烟作用,是塑料、橡胶等高分子材料理想的低烟无卤填充型阻燃剂。由于氢氧化镁的分解温度达到340℃,十分适合PPPEABSEVA等成型温度高的产品。在电线电缆的阻燃绝缘料与护套料、防火填料、注塑色母料等有广泛应用。

氢氧化铝

氢氧化铝(ATH)也称三水合氧化铝,相对密度为2.42,相对质量为78.00,是无毒、无味的白色粉末。200℃以上开始失水,变成氧化铝,不溶于水或醇,溶于热硫酸、盐酸及碱中。

230~330℃的时候,氢氧化铝受热脱水,结晶水的析出分为三个阶段。第一阶段,吸热峰值在230℃左右,等同于三水合氧化铝部分失水转变成单水合氧化铝;第二阶段,吸热峰值在300℃左右,等同于单水合氧化铝进一步失水转变成结晶氧化铝;第三阶段,吸热峰值在500℃左右,等同于单水合氧化铝进一步分解转化成Al2O3

此外,氢氧化铝的起始脱水温度与吸热峰值的位置,与氢氧化铝的粒度、粒度分布、纯度、加热条件存在联系。

氢氧化铝广泛应用于阻燃PEPPEVAHIPSPVCABS、环氧树脂、丙烯酸酯、不饱和聚酯、软质聚氨酯泡沫塑料、涂料、橡胶、乳胶等,改性后也可用作PA阻燃。

氢氧化铝在阻燃时往往需要和其他阻燃剂复配使用,单一的氢氧化铝的阻燃效率不够,而对添加量要求严格的基材,氢氧化铝的大量添加会对基材的阻燃性能与其他性能造成影响。

总结

虽然国内目前氢氧化铝的用量比较多,但是随着高聚物加工温度的提高,易分解的氢氧化铝的阻燃作用会降低。相比于氢氧化铝,氢氧化镁具有以下的优势:

① 氢氧化镁热分解温度达到340℃,至少比氢氧化铝高100℃,更有利于塑料加工温度的提高、加快挤塑速度、缩短模塑时间;

② 氢氧化镁和酸的中和能力强,可以较快地对塑料在燃烧过程中产生的酸性气体,如SO2NOxCO2等进行中和;

③ 氢氧化镁分解能高,有助于吸收燃烧热,提高阻燃效率;

④ 氢氧化镁抑烟能力强、硬度小,对设备摩擦小,有利于延长生产设备的使用寿命。



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