氫氧化鋁阻燃粉是一種白色或淺白色的粉末相對密度2.42莫氏硬度3 .0當溫度加熱到高于320℃時A工OH因失去水而損失重量的34.6%國內外市場上為阻燃劑用的氫氧化鋁主要是a一三水和氧化鋁ATH常用a-A120.3 H20表示它是結晶或無定形的白色粉末晶體結構是由緊密堆積的經基離子以AB雙層的方式構成而鋁離子處于上述堆積的9s基離子之中在所有形成的八面體空隙是空著的這種緊密堆積的經基離子就是構成一種層狀結構相鄰兩層以經基離子所形成的氫鍵相連接.
1.1氫氧化鋁的性質 氫氧化鋁受熱分解成A1203和水反應如下:2a-A1203. 3H20-+A1203+3H20在235-500℃范圍內測得的數據表明本反應的吸熱量為1967.2K1/kg吸收這樣大的熱量是使其具有阻燃作用的最主要原因氫氧化鋁受熱脫水和相變非常復雜根據差熱曲線上有3個吸熱峰可推斷,其結晶水的失去分3個階段進行第1個吸熱峰在235℃左右相當于α一三水合氧化鋁轉化為α一氧化鋁單水合物即a -A1203. 3H20->a.一A1203.H20十2 H20第2個吸熱峰在300℃左右相當于α一三水合氧化鋁轉化分解為X- A1203即a -A1203. 3Hz0---X- A1203 +3H20第3個吸熱峰在530℃左右相當于a一氧化鋁單水合物分解轉化為γ一Al 203即a -A1203 . H20-γ一A120, +H:0,氫氧化鋁開始脫水的溫度最大吸熱峰因氫氧化鋁顆粒大小及分布加熱條件及雜質含量的不同而有些差異因此選用氫氧化鋁做阻燃劑時要根據聚合物基體材料的熱分解溫度及成型加工溫度的要求選擇好氫氧化鋁的質量指標
1.2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脫水后在可燃物表面生成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而且廣泛用于電工電線電纜日用品建筑材料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系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最大的無機氫氧化物
2.2不飽和聚合物
粒徑在8υm的氫氧化鋁大部分用于阻燃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當小于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于密封材料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