1 Merkmale des Flammschutzmittels Aluminiumhydroxid
Als Flammschutzmittel verwendetes Aluminiumhydroxid besteht hauptsächlich aus α-Aluminiumhydroxid, häufig als α-A1 ((OH) ausgedrückt3, das zum monoklinischen System gehört und ein kristallines oder amorphes weißes Pulver ist.2O3und H2O beim Erhitzen. Die Wärmeabsorption, gemessen im Bereich von 240 bis 500 °C, beträgt 1967.2 kJ/kg. Die Wärme, die während des Zersetzungsprozesses absorbiert wird, ist der Hauptgrund für die Flammschutzwirkung.
Unter allen Flammschutzmitteln macht der Einsatz von Aluminiumhydroxid mehr als 40% aus, hauptsächlich weil Aluminiumhydroxid Flammschutzmittel folgende Vorteile aufweist:Rauchunterdrückungs- und Füllungseigenschaften, und keine Sekundärverschmutzung erzeugt; es hat eine hohe Weißheit und eine geringe Abdeckungskraft für Farbstoffe; es hat eine moderate Verschleißfestigkeit und eine gute Formen- und Verarbeitungsleistung;Es kann mit einer Vielzahl anderer Stoffe synergistische Flammschutzwirkungen erzeugen.; es ist reichlich und kostengünstig.
Als Flammschutzmittel weist Aluminiumhydroxid viele ausgezeichnete Eigenschaften auf, weist aber auch einige Mängel auf, hauptsächlich: (1) schlechte Flammschutzwirksamkeit, große Zusatzmenge;(2) starke Polarität und Hydrophilität, schlechte Kompatibilität mit nichtpolaren Polymermaterialien; (3) niedrige Dehydratationstemperatur, die Hauptdehydratationsreaktion wird im Bereich von 200-320°C abgeschlossen.Bei vielen Thermoplasten und Hochtemperaturkautschern übersteigen die Misch- und Formtemperaturen 220°CWenn also während der Verarbeitung Aluminiumhydroxid hinzugefügt wird, dehydriert es sich und bildet Blasen, was die mechanischen Eigenschaften des Produkts beeinträchtigt.Die schlechte thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid war immer der Hauptgrund für seine begrenzte Verwendung in Hochtemperaturkautschuk- und KunststoffmaterialienDies ist auch eines der heißen Themen im Forschungsbereich der Flammschutzmaterialien in den letzten Jahren.
2 Methoden zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Aluminiumhydroxid
Die schlechte thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid ist einer seiner Nachteile als Flammschutzmittel.
2.1 Oberflächenbeschichtung
Nach der Oberflächenbeschichtung kann auf der Oberfläche von Aluminiumhydroxid eine Beschichtungsschicht gebildet werden, die die thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid bis zu einem gewissen Grad verbessern kann.Nach der Beschichtung mit Aluminiumhydroxid, verringert sich die Wasserdampfdiffusionsrate bei thermischer Zersetzung, was die Zersetzungsreaktion verzögern kann.die Konzentration von Wassermolekülen auf der Oberfläche des Aluminiumhydroxidkerns steigt, d. h. der Gleichgewichts-Wasserdampf-Teildruck der Aluminiumhydroxid-Zersetzungserzeugung steigt und die Zersetzungstemperatur entsprechend.
Die Oberflächenbeschichtung mit Aluminiumhydroxid bezieht sich auf die Verwendung bestimmter Stoffe, die Elemente wie P, N, Ti, Zr, Si, Mg, Ca usw. als Modifikatoren enthalten.die mit Aluminiumhydroxid in einem bestimmten System reagieren (physikalische oder chemische Reaktion), oder reagieren mit bestimmten Stoffen im System, um eine Beschichtungsschicht auf der Oberfläche von Aluminiumhydroxid zu bilden.
Wang Jianli u. a. used newly generated wet aluminum hydroxide as the core material and used a special process to evenly deposit magnesium hydroxide on the surface of aluminum hydroxide in a heterogeneous nucleation manner, bildet einen Kern aus Magnesiumhydroxid-Beschichtung Aluminium-Oxyoxid.Die anfängliche thermische Zersetzungstemperatur des hergestellten Aluminium-Magnesium-Verbundbrennstoffs kann auf 260°C erhöht werden.Nach der Füllung mit organischen Polymeren kann sein Sauerstoffindex 33 erreichen und damit den Flammschutz erreichen.Nachdem das Produkt mit organischen Polymeren gefüllt wurdeNach Zhou Xiangyang et al. verwendet Verbundwerkstoffmodifikator PNC zu nasse Beschichtung Aluminiumhydroxid,die anfängliche Wasserverlusttemperatur von Aluminiumhydroxid erhöht um 21°C, und die Dispersion des Pulvers wurde gleichzeitig verbessert. Inorganic-organic multi-layer coating modification or organic-organic multi-layer coating modification is a comprehensive surface modification treatment method that can not only improve the surface properties of aluminum hydroxide, aber auch die thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid erheblich verbessern.
Die Behandlung der Oberflächenbeschichtung mit Aluminiumhydroxid ist einfach und kostet wenig.Der Nachteil besteht darin, daß der Bereich der Erhöhung der Zersetzungstemperatur von Aluminiumhydroxid begrenzt ist..
2.2 Behandlung mit chemischen Verbindungen
Die chemische Verbindung von Aluminiumhydroxid bezieht sich auf eine Methode der chemischen Verbindung mit anderen Substanzen unter bestimmten Bedingungen zur Bildung neuer Substanzen.Dies ist eine wirksame Methode zur Erhöhung der Zersetzungstemperatur von Aluminiumhydroxid. Die Reaktion zwischen Aluminiumhydroxid und Oxalsäure kann Basis-Aluminium-Oxalat erzeugen.Seine Flammschutzfähigkeiten ähneln denen von AluminiumhydroxidAufgrund der verbesserten thermischen Stabilität hat es gute Eigenschaften und kann für Nylon, PBT, PET und andere Polymere verwendet werden.Phosphorsäure reagiert mit Aluminiumhydroxid und bildet pentavalentes Aluminiumphosphat, die bei einer Temperatur von mehr als 350 °C immer noch eine gute thermische Stabilität aufweist. Aluminiumphosphat hat eine sehr gute Flammschutzwirkung auf sauerstoffhaltige Polymere wie thermoplastischen Polyester,PBTNur 15% bis 20% können den Sauerstoffindex auf mehr als 40% bringen.Die chemische Verbindung von Aluminiumhydroxid kann die thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid erheblich verbessern, aber die Kosten des Produkts nach der chemischen Verbindung steigen. Gleichzeitig ist es schwierig, einige chemische Verbindungsmethoden in großem Maßstab anzuwenden.
2.3 Hochreinigung
Hohe Reinigung bezieht sich auf die Verbesserung der Reinheit von Aluminiumhydroxid und die Verringerung des Gehalts an ionischen unlöslichen Stoffen in Aluminiumhydroxid, insbesondere Na2 O, so dassder Massenanteil von Na2O ist weniger als 0,2%.Das Produkt enthält wenig Na2O-Gehalt, ist ultrafein, hat eine große spezifische Oberfläche und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften.Eine hohe Reinigung von Aluminiumhydroxid kann die Zersetzungstemperatur von Aluminiumhydroxid erheblich erhöhen und einige spezielle Eigenschaften von Flammschutzmitteln verbessernDiese Methode ist jedoch schwierig, Produkte herzustellen, hat hohe Kosten und hat einen begrenzten Anwendungsbereich.
2.4 Teilweise Dehydrierung
Nachdem Aluminiumhydroxid erhitzt und ein Teil des chemischen Wassers entfernt wurde, wird die scheinbare Molekülzahl des chemischen Wassers reduziert.und ein Teil des Aluminiumhydroxids wird von einer Struktur des Gibbsittyps in eine Struktur des Bohmittyps umgewandelt, wodurch die thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid verbessert wird. Nachdem Aluminiumhydroxid teilweise dehydriert und dann mit organischen Stoffen modifiziert wurde, hat das resultierende Produkt eine hohe thermische Stabilität,ist nicht hygroskopischDieses Verfahren entfernt einen Teil des Kristallwassers in der Aluminiumhydroxidstruktur.der seine Flammschutz-Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad verringert.
3 Schlussfolgerung
Aluminiumhydroxid ist ein Flammschutzmittel mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften, und seine schlechte thermische Stabilität ist einer seiner Nachteile.Methoden zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Aluminiumhydroxid umfassen die OberflächenbeschichtungDie Oberflächenbeschichtung ist am meisten erforscht worden, und der Oberflächenbeschichtungsprozess ist flexibel.Es kann mit dem vorhandenen Verfahren zur Herstellung von Flammschutzmitteln aus Aluminiumhydroxid kombiniert werdenDieses Verfahren ändert die Kristallstruktur des Flammschutzmittels Aluminiumhydroxid nicht, sondern fügt nur eine Beschichtungsschicht auf seine Oberfläche hinzu.die die Stabilität von Aluminiumhydroxid in gewissem Maße verbessern kannDie chemische Verbundbehandlung verändert die Kristallstruktur von Aluminiumhydroxid vollständig und verbessert die thermische Stabilität von Aluminiumhydroxid.und die Verarbeitungskosten sind relativ hochDie Entwicklung eines kostengünstigen chemischen Verbundwerkstoffs zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Aluminiumhydroxid ist eine Richtung, die gestärkt werden muss.
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