1 、氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理
氢氧化铝简称AHT,其阻燃机理是受热分解放出大量的水蒸气,其反应式为:
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
这是个强吸热反应,吸热量达到1967.2J/g,起到冷却聚合物的作用,反应产生的水蒸气可以稀释聚合可燃气体,抑制燃烧蔓延,新生成的氧化铝还具有较高的活性,能吸附烟尘颗粒,起到抑烟作用。另外,氢氧化铝还具有阻滴,炭化作用,能长期保留在聚合物中且能增加其抗电弧性。
2 、氢氧化铝的粒度超细化
目前,国产氢氧化铝阻燃剂的质量参差不齐,差别在于对材料的物理机械性能影响上,而影响材料物理机械性能根本的原因是氢氧化铝的粒径大小和粒度分布,粒度越细,材料的抗张强度和抗撕强度越好,氢氧化铝粒度的大小也直接影响阻燃剂的阻燃性能,氢氧化铝粒度与氧指数的关系如表1所示。
表1 氢氧化铝粒度与氧指数的关系
Al(OH)3粒度/μm | 氧指数/% | Al(OH)3粒度/μm | 氧指数/% |
2 | 31 | 8 | 25 |
4 | 29 | 10 | 21 |
6 | 26 |
随着氢氧化铝粒度的减小,氧指数迅速上升,当氢氧化铝平均粒径为5μm时,氧指数为28%,若平均粒径小于1μm时,氧指数高达33%,氧指数在26以上时属难燃材料,但高加入量降低了聚合物的加工性能和机械强度,随着添加量的增加,断裂伸长率等指标急剧下降,所以片面追求粒度超细化也是不可取的,为了改善聚合物的加工性能、密度和终产品的使用性能,还应注意颗粒的级配和控制颗粒的形状,使其在大的填充量下粒度尽可能小。