氢氧化铝的阻燃性质与应用研究_黄东综述:1013-1545(2004)03-0033-05氢氧化铝的阻燃性质与应用研究黄东,南海,吴鹤(北京航空材料研究院,北京101095)摘要:较全面地介绍了新型阻燃剂氢氧化铝的阻燃机理、制备方法、改性技术以及它在各领域中的广泛应用现状,并对其发展趋势进行了简要的展望。关键词:氢氧化铝;阻燃剂;性质;应用:TQ133.1文献标识码:A收稿日期:2003-12-09近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。阻燃剂可分为有机和无机两类。无机类阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉,主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、硼酸锌、氢氧化锆等。其中氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充3大功能,在化学上是惰性的、无毒、不会产生二次污染,在国内外被誉为无公害阻燃剂。它不仅白度值高,而且有优良的色度指标,对着色的遮盖性小,从而使制品美观,色调高雅;在树脂中分散性好,加入较多时,不易发生弯曲发白现象;能与多种物质产生阻燃的协同效应,阻燃效果好;丰富,价格低廉,在国内外市场上其消耗量占无机阻燃剂的80%以上,占阻燃剂总量的50%以上。因此氢氧化铝是一种应用前景广阔的阻燃剂[1]。本文主要介绍氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、制备方法、改性技术及应用情况,并对其发展趋势进行简要的展望。1氢氧化铝的性质和阻燃机理国内外市场上作为阻燃剂用的氢氧化铝,主要是α-三水合氧化铝(ATH),常用α-Al2O3·3H2O表示。它是结晶或无定形的白色粉末,晶体结构是由紧密堆积的羟基离子以AB双层的方式构成,而铝离子处于上述堆积的羟基离子之中,在所形成的八面体空隙中,有2/3的空隙被铝离子所占据,其余的空隙是空着的,这种紧密堆积的羟基离子就构成一种层状结构,相邻两层间以羟基离子所形成的氢键相连接[2]。1.1氢氧化铝的性质氢氧化铝受热分解成Al2O3和水,反应如下:2α-Al2O3·3H2O※Al2O3+3H2O。在240～500℃范围内测得的数据表明,本反应的吸热量为1967.2kJ/kg,吸收这样大的热量是使其具有阻燃作用的最主要原因。氢氧化铝受热脱水和相变非常复杂,根据差热曲线上有3个吸热峰可推断,其结晶水的失去分3个阶段进行。第1个吸热峰在230℃左右,相当于α-三水合氧化铝转化为α-氧化铝单水合物,即α-Al2O3·3H2O※α-Al2O3·H2O+2H2O。第2个吸热峰在300℃左右,相当于α-三水合氧化铝分解为Φ-Al2O3,即α-Al2O3·3H2O※Φ-Al2O3+3H2O。第3个吸热峰在530℃左右,相当于α-氧化铝单水合物分解转化为γ-Al2O3,即α-Al2O3·H2O※γ-Al2O3+H2O。氢氧化铝开始脱水的温度、最大吸热峰因氢氧化铝颗粒大小及分布、加热条件及杂质含量的不同而有些差异,因此,选用氢氧化铝作阻燃剂时,要根据聚合物基体材料的热分解温度及成型加工温度的要求选择好氢氧化铝的质量指标[3]。1.2氢氧化铝的阻燃机理关于氢氧化铝的阻燃机理,因配合使用的高聚物的类别不一,对其自然过程的描述也不尽一综述:1013-1545(2004)03-0033-05氢氧化铝的阻燃性质与应用研究黄东,南海,吴鹤(北京航空材料研究院,北京101095)摘要:较全面地介绍了新型阻燃剂氢氧化铝的阻燃机理、制备方法、改性技术以及它在各领域中的广泛应用现状,并对其发展趋势进行了简要的展望。关键词:氢氧化铝;阻燃剂;性质;应用:TQ133.1文献标识码:A收稿日期:2003-12-09近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。但因其易燃、发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。阻燃剂可分为有机和无机两类。无机类阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉,主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、硼酸锌、氢氧化锆等。其中氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充3大功能,在化学上是惰性的、无毒、不会产生二次污染,在国内外被誉为无公害阻燃剂。它不仅白度值高,而且有优良的色度指标,对着色的遮盖性小,从...