氫氧化鋁標準

氫氧化鋁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(nèi)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(jié)晶或無定形的白色粉末，晶體結(jié)構(gòu)是由緊密堆積的經(jīng)基離子以AB雙層的方式構(gòu)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(jīng)基離子就是構(gòu)成一種層狀結(jié)構(gòu)，相鄰兩層以經(jīng)基離子所形成的氫鍵相連接.
1.1氫氧化鋁的性質(zhì) 氫氧化鋁受熱分解成A1203和水，反應(yīng)如下:2a-A1203. 3H20- A1203 3H20。在235-500℃范圍內(nèi)測得的數(shù)據(jù)表明，本反應(yīng)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主要原因。氫氧化鋁受熱脫水和相變非常復(fù)雜，根據(jù)差熱曲線上有3個吸熱峰可推斷,其結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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、大吸熱峰因氫氧化鋁顆粒大小及分布、加熱條件及雜質(zhì)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(jù)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(zhì)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(xié)同作用的結(jié)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(chǎn)生強烈脫水性物質(zhì)，使塑料碳化而不易產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，從而阻止火焰蔓延。
二:氫氧化鋁的應(yīng)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?shù)人芰虾拖鹉z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(jù)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(jù)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(chǎn)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(shù)顯著增加。
2 .3環(huán)氧樹脂
在環(huán)氧樹脂中，氫氧化鋁有顯著提高氧指數(shù)的作用，如在100份環(huán)氧樹脂中添加80份氫氧化鋁，氧指數(shù)可從原來的20.。提高到27.5，這樣的環(huán)氧樹脂可用于密封材料、澆鑄件、環(huán)氧樹脂玻璃纖維等。在電氣方面，氫氧化鋁能增強環(huán)氧樹脂的抗電弧性和抗弧跡性。經(jīng)氫氧化鋁填充的環(huán)氧樹脂在制作變壓器、絕緣器材、開關(guān)裝置等方面也有很大的發(fā)展前途。
2 .4熱塑性材料
使用氫氧化鋁作為阻燃劑的熱塑性材料中常見的是聚氯乙烯。氫氧化鋁可以取代碳酸鈣非常容易的摻和到增速的聚氯乙烯中。為了達到高標準的阻燃性，一是氫氧化鋁和增塑劑并用，另一種方法是將氫氧化鋁和硼酸鋅并用，這些配方以用于PVC的電線、電纜料中。此外，在聚乙烯和聚丙烯等可燃性聚烯烴塑料制品中加人高填充量的氫氧化鋁，不但阻燃，而且通過近年來新的表面處理技術(shù)，可使高填充量的聚烯烴通過復(fù)合反應(yīng)較易通過模鑄加工，改善了產(chǎn)品的拉伸強度和抗沖擊性能，使其廣泛應(yīng)用在電氣導(dǎo)管和設(shè)備外套方面。
2 .5合成橡膠
氫氧化鋁在橡膠中不但可以做阻燃劑，而且可作補強劑用于丁苯橡膠的膠乳泡沫橡膠和地毯底層的橡膠粘結(jié)劑，也可用于鋪墊用的氯丁橡膠。在研究氫氧化鋁對NBR硫化膠阻燃性能的影響中發(fā)現(xiàn)，在氫氧化鋁用量不超過100份時，隨著氫氧化鋁用量，硫化膠的燃燒速度降低，離火熄滅時間縮短;氫氧化鋁用量為60一80份時，硫化膠的阻燃性能和物理性能達到佳平衡。另外氫氧化鋁對于提高硅橡膠的耐漏電起痕性能也起到了重要作用。