氫氧化鋁是一種具有環(huán)境安全性和使用安全性 的無(wú)毒、無(wú)公害的無(wú)機(jī)阻燃劑,其消耗量在所有的阻 燃劑中穩(wěn)居首位,目前全球ATH的消耗量約為220 kt以上,占阻燃劑總耗量的50%,占無(wú)機(jī)阻燃劑總耗量的75%。據(jù)統(tǒng)計(jì)在2000年到2010年間,ATH用量的年平均增長(zhǎng)速度達(dá)65%,高于所有其他類(lèi)型的阻燃劑,美國(guó)是應(yīng)用阻燃劑數(shù)量Zui大的國(guó)家, 已超過(guò)50多個(gè)生產(chǎn)廠家和100種阻燃劑產(chǎn)品,中國(guó)同先進(jìn)國(guó)家比較差距較大,主要是產(chǎn)量低、品種少,作為無(wú)機(jī)阻燃劑,氫氧化鋁在阻燃劑行業(yè)中的應(yīng)用也僅僅是開(kāi)始。
由于缺乏超細(xì)化工品種,導(dǎo)致產(chǎn)品 質(zhì)暈較差,科技含量較低,僅適用于建筑交通技術(shù)要 求不高的領(lǐng)域,在對(duì)阻燃劑性能要求較高的電子工業(yè)、航空等高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用則較少,中國(guó)阻燃劑 市場(chǎng)目前還處于需大于供的局面,是發(fā)展氫氧化鋁作阻燃劑的大好時(shí)機(jī),關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)研究性能高效的 新產(chǎn)品。1.氧化銻
氧化銻本身不是阻燃劑,只有與鹵素協(xié)同作用時(shí)才能構(gòu)成一種非常有效的阻燃體系。氧化銻通常是用鹵化物進(jìn)行活化。鹵化物受熱分解釋放出氫鹵酸或鹵素,此分解產(chǎn)物再與氧化銻反應(yīng)產(chǎn)生出三鹵化銻或鹵氧化銻,這些銻的氧化物才起到阻燃作用。
2.水合氧化鋁
它在塑料加工過(guò)程中有三重作用:一是它在燃燒過(guò)程中三個(gè)結(jié)晶水汽化帶走大量的熱,使燃燒表面降溫,同時(shí)水蒸氣又覆蓋在火焰周?chē)?,達(dá)到阻燃效果又不產(chǎn)生有毒有害氣體;二是它帶有三個(gè)結(jié)晶水,可以使塑料制品有抗靜電能力;三是它在塑料中作為填充材料大大降低了塑料制品的成本。
3.氫氧化鎂
水合氫氧化鎂有很多優(yōu)點(diǎn),但它起始分解溫度低,在材料加工過(guò)程中容易出現(xiàn)脫水現(xiàn)象。而氫氧化鎂的起始分解溫度比水合氫氧化鋁高得多,熱穩(wěn)定性好,特別適宜與加工溫度較高的聚烯烴塑料。
氫氧化鎂的阻燃機(jī)理:一是阻燃劑分解后會(huì)產(chǎn)生較重的不燃?xì)怏w或高沸點(diǎn)液體覆蓋與聚合物表面,隔絕氧和可燃物的擴(kuò)張;二是阻燃劑產(chǎn)生的不燃?xì)怏w,沖淡了燃區(qū)可燃?xì)怏w的濃度和氧的濃度;三是阻燃劑的吸熱或升華能夠降低高聚物表面溫度,使之難燃或減緩燃燒過(guò)程。
4.硼酸鹽
目前主要是硼酸鋅產(chǎn)品。而低水硼酸鋅是一種性能優(yōu)良的固體無(wú)機(jī)阻燃劑白色粉末狀晶體熔點(diǎn)為900℃,硼酸鋅有很好的阻燃和抑煙的作用,在300℃開(kāi)始釋放出結(jié)晶水,在鹵素化合物存在下,生成鹵化硼,鹵化鋅,抑制和捕獲游離的羥基,阻止燃燒連鎖反應(yīng),同時(shí)形成固相覆蓋層,隔絕燃燒物表面空氣,阻止火焰繼續(xù)燃燒并能發(fā)揮消煙滅弧的作用。硼酸鋅阻燃劑很少單獨(dú)使用,一般要同氧化銻配合再與含鹵阻燃劑并用。
5.無(wú)機(jī)磷化物
主要包括紅磷、磷酸鹽和聚磷酸銨,研究和應(yīng)用較多的為紅磷。紅磷是一種性能優(yōu)良的阻燃劑,具有高效、抑煙,低毒的阻燃效果。但在實(shí)際應(yīng)用中易吸潮、氧化,并放出劇毒氣體,而且程深紅色,在與樹(shù)脂混煉,模型等加工的過(guò)程中存在著火的危險(xiǎn),且與樹(shù)脂相容性差,不易分散均勻,導(dǎo)致基材的物理性能下降,因此使用受到很大限制。
經(jīng)改性和表面處理的紅磷,如在紅磷中加入金屬粉末等可抑制其氧化速度,使用硝酸銀、氯化汞、活性炭,氧化銅等可以捕捉磷化氫,從而解決了紅磷塑料的毒性問(wèn)題,把石蠟油、氯化石蠟,有機(jī)硅酮等添加到紅磷里可以減少粉塵。
紅磷的微膠囊化技術(shù)表面處理Zui有效的手法,其制備方法是將液體、固體,或氣體囊心物質(zhì)分細(xì),然后以這些微粒為核心,使聚合物成膜材料在其上沉積涂層,形成一層薄膜,將囊心微粒包裹。由于微膠囊能保護(hù)物質(zhì)免受環(huán)境的影響,改變物質(zhì)重量,狀態(tài)或表面性能,隔離活性成分,降低揮發(fā)性和毒性等多重作用,所以將該技術(shù)用于無(wú)機(jī)阻燃劑,就可以防止無(wú)機(jī)阻燃劑遷移,提高阻燃效果,改善阻燃穩(wěn)定性等。