六无机阻燃剂的种类和特点讲义.ppt

铝-镁系阻燃剂
铝-镁系阻燃剂受热分解时能释放出大量的水蒸汽，大量的水蒸汽能蓄热和稀释聚合物可燃气体的浓度，还可在可燃源和基质材料间形成不燃性屏障从而达到阻燃的目的。同时它也是一种抑烟剂，因为释放出的气体是水蒸气，对生物无害，对金属无腐蚀。所以铝-镁系阻燃剂是目前公认的在塑料行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的有机聚合物助剂，是有机聚合物实现无卤阻燃的首选材料。
六无机阻燃剂的种类和特点
2021/1/25
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氢氧化铝
氢氧化铝的性质
[三水合氢氧化铝Al(OH)3]和偏氢氧化铝[单水合氧化铝AlO(OH)]的统称。三水合氧化铝变体很多，作为阻燃剂的氢氧化铝（ATH）主要是α-氢氧化铝。
2. 氢氧化铝的阻燃和抑烟性能
%的化学结合水，在许多聚合物体系的加工温度下氢氧化铝是稳定的，而且氢氧化铝不与许多有机聚合物发生化学反应。但是，当被加热到较高温度后，氢氧化铝高的热容值可以使有机聚合物体系温度不致快速升高。
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氢氧化铝的分解分为三个步骤:在温度低于205℃时，氢氧化铝在大气中保持稳定，205℃~220℃开始缓慢分解，氢氧化铝脱除部分结合水，生成Al(OH)3·AlOOH，%左右的结合水;当温度超过220℃分解加快，生成A12O3 ·2AlOOH，放出占氢氧化铝质量比23%左右的结合水，主要的吸热峰在308℃左右;第三步分解对应的吸热峰为550℃左右，放出剩余的结合水，生成Y一A1203。氢氧化铝的吸热脱水过程延缓了聚合物的燃烧，使燃烧速度减缓，同时放出的水蒸汽，不仅冲淡了燃烧的气体，而且参与了冷凝相的反应。吸热分解直接产生的冲淡效果，也使氢氧化铝具有抑烟功能。分解生成的氧化铝与其它炭化物一起形成一道阻燃屏障，可减小烧蚀速度，防止火焰的蔓延
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阻燃级氢氧化铝的化学组成和主要物理性能
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阻燃氢氧化铝的制法
作为阻燃剂的AI(OH)3，各国都由氧化铝厂生产，或者从铝厂购买原料氢氧化铝再加工成阻燃氢氧化铝。 AI(OH)3 大部分用拜耳法生产，只有少部分由碱-石灰烧结法生产。拜耳法生产的AI(OH)3不宜直接用为阻燃剂，需进行二次处理。
拜耳法生产氢氧化铝工艺流程
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阻燃氢氧化铝应用
Al(OH)3广泛用于阻燃PP、PE、EVA、ABS、HIPS、PVC、环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯酸酯、软质聚氨酯泡沫塑料、橡胶、乳胶、涂料等。个别改性品种也可用于PA。
阻燃用的Al(OH)3多经过表面处理，且多与其他阻燃剂复配使用，因为单一的Al(OH)3阻燃性能较差，达到一定阻燃级别所需的用量太大，严重恶化被阻燃基材的力学性能及其他相关性能。
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氢氧化铝阻燃剂的发展方向

Al(OH)3的粒径直接影响其阻燃和填充性。超细Al(OH)3增强高聚物与无机界面的相互作用，可更均匀的分散在基体树脂中，从而能更有效的改善共混料的力学性能。
2. 高纯化
高纯化是指去除Al(OH)3中的杂质以提高Al(OH)3的纯度，改善其电气性能及其他性能。

对作为阻燃剂的表面改性，是提高其性能和扩大其应用的技术途径之一。


6. 协同复配
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氢氧化镁
氢氧化镁的性质
（MH）的分子式为Mg(OH)2，作为阻燃剂与氢氧化铝是及其类似的。但是，氢氧化镁的热稳定性远优于氢氧化铝，故对于加工温度较高的聚合物，以氢氧化镁为阻燃剂比氢氧化铝更为相宜。
2. 氢氧化铝的阻燃和抑烟性能
（1）氢氧化镁热分解温度高达350℃，比氢氧化铝分解温度高于100℃，故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） 氢氧化镁分解能高，有利于吸收燃烧热，提高阻燃效率;(3)氢氧化镁具有极佳的消烟性能; (4)氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体CO2、NOx、CO2等;
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氢氧化镁的阻燃和消烟性能
不同阻燃剂阻燃的PVC的HCl生成量
Mg(OH)2用量与几种树脂氧指数的关系
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阻燃氢氧化镁的制法
目前，氢氧化镁主要工业化合成方法有***化镁热解法和卤水氨法连续沉降法。氢氧化镁生产