氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂性能对比分析

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氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂性能对比分析
金属氢氧化物的阻燃作用主要是吸热分解释放水,以高填充量加入到高聚物时,阻燃高聚物受热分解时由金属氢氧化物带来一系列物理作用:吸热分解释放出水和氧化物,抵消高聚物的热量,水分蒸发吸热、形成的水蒸气稀释可燃气体,填料的高比热容和炭化作用,都会中断或者推迟高聚物的燃烧。

氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)的热反应过程:
2Al(OH)3 →Al2O3 +3H2O MW78
每分解1g氢氧化铝消耗1.051J的热量。

Mg(OH)2 →MgO +H2O MW58
每分解1g氢氧化镁消耗1.316J的热量。

ATH和MH阻燃效果取决于在高聚物中的用量,在不超过200℃(ATH)和320℃(MH)
的加工温度下,他们适用于各种领域,如PE, EVA, 软泡PU, 丙烯酸树脂等。

更多阻燃信息吴生1-8-2-0-1-8-8-9-2-2-0
低烟无卤阻燃电缆中很多是以填充阻燃剂ATH和MH作为阻燃剂,两种阻燃剂中,使用较多的是ATH,它具有以下特点:
与有机聚合物的相容性好,易分散;
机械性能和阻燃性能较好;
加工性能好,表现在产品的可塑性、表面光洁度等有好的指标;
着色力好,易满足产品的颜色要求。

但氢氧化铝也有局限性
1. 加工温度低,易分解,分解温度范围在210-320℃之间,所以不适合用于加工温度
高的材料中。

2. 含氢氧化铝的阻燃料发烟量高于氢氧化镁混合料的发烟量,抑烟方面不如氢氧化镁。

3. 氢氧化铝总吸热量较低,氢氧化铝在燃烧分解时的总热量为37.2KJ/mol。

4. ATH燃烧成炭量低,ATH和MH同时作阻燃EVA塑料,在800℃时MH可使阻燃
物的残留物大于MH的填充量,而ATH就低,说明MH有促进EVA成炭的作用,ATH 则没有促进成炭的作用。

相比氢氧化铝,氢氧化镁有以下优点:
1. 加工温度比ATH高100℃以上,对材料适应性强。

2. MH的发烟量更低,MH的烟密度低于ATH(见表1. ATH和MH烟密度对比)。

3. 使聚合物成炭量高,有利于阻燃。

4. MH有抑制HCl产生的能力,在500℃下,MH比ATH对阻燃的PVC产生HCl量
约低40%。

氢氧化镁和氢氧化铝在热分解时的吸热量几乎相同,都是约900J/g,AHT940 J/g,MH 990J/g,含这类阻燃剂的聚烯烃你电线,从水平燃烧试验的结果看,燃烧时间,含ATH的比用MH的长,MH的阻燃效果好一些。

影响ATH和MH阻燃效果的因素很多,包括纯度的高低,粒径的大小,晶型结构等,一般情况下,纯度的高低直接影响阻燃效果和EC,粒径的大小和晶型结构不同影响的是产品的加工性能,粘度和产品的力学性能等。

1. 加入相同的MH(60%,质量分数),聚丙烯和尼龙6的LOI值分别为26和70,相差很大的原因可能与PA6高温下的熔滴现象有关;
2. 加入等量的但不同的填料能导致EVA(VA=30%)的LOI分别为46(MH)和37(ATH),原因与EVA降解时释放醋酸的速度有关,即MH可能加速水的释放,而ATH 可能推迟水的释放。

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