Methode voor het verbeteren van de thermische stabiliteit van het vlamvertragend middel aluminiumhydroxide

1 Kenmerken van het vlamvertragend middel aluminiumhydroxide

Aluminiumhydroxide dat als vlamvertrager wordt gebruikt, is voornamelijk α-aluminiumhydroxide, vaak uitgedrukt als α-A1 ((OH)₃Aluminiumhydroxide ontbindt in A1₂O₃en H₂O bij verhitting. De warmteabsorptie gemeten in het bereik van 240 tot 500°C is 1967,2 kJ/kg. De warmte die tijdens het ontbindingsproces wordt opgenomen, is de belangrijkste reden voor het vlamvertragende effect.

Onder alle vlamvertragers is het gebruik van aluminiumhydroxide meer dan 40%, vooral omdat aluminiumhydroxide vlamvertrager de volgende voordelen heeft:rookverwijderende en vullende eigenschappen, en produceert geen secundaire vervuiling; het heeft een hoge witte kleur en een laag bedekkingsvermogen voor kleurstoffen; het heeft een matige slijtvastheid en een goede giet- en verwerkingsprestaties;het kan vlamvertragende synergetische effecten met verschillende andere stoffen hebbenHet is rijk aan bronnen en goedkoop.

Als vlamvertrager heeft aluminiumhydroxide vele uitstekende eigenschappen, maar heeft het ook enkele tekortkomingen, met name: (1) slechte vlamvertrager, grote toevoegingshoeveelheid;(2) sterke polariteit en hydrofilisiteit, slechte compatibiliteit met niet-polaire polymeren materialen; (3) lage uitdrogingstemperatuur, de belangrijkste uitdrogingsreactie wordt voltooid in het bereik van 200-320°C.De meng- en vormtemperaturen van veel thermoplastieken en hoge temperatuurrubbers zijn hoger dan 220°CDaarom zal aluminiumhydroxide, wanneer het tijdens de verwerking wordt toegevoegd, uitdrogen tot bubbels, waardoor de mechanische eigenschappen van het product worden aangetast.De slechte thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide is altijd de belangrijkste reden geweest voor het beperkte gebruik ervan in rubber- en kunststofmaterialen bij hoge temperaturenDit is ook een van de hot topics in het onderzoek op het gebied van vlamvertragende materialen in de afgelopen jaren.

2 Methoden om de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide te verbeteren

De slechte thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide is een van de tekortkomingen als vlamvertrager.

2.1 Oppervlaktecoating

Na oppervlaktecoating kan op het oppervlak van aluminiumhydroxide een coatinglaag worden gevormd, die de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide tot op zekere hoogte kan verbeteren.Na het coachen van aluminiumhydroxide, daalt de diffusiesnelheid van waterdamp bij thermische ontbinding, wat de ontbindingsreactie kan vertragen.de concentratie van watermoleculen op het oppervlak van de aluminiumhydroxide kern neemt toe, dat wil zeggen dat de evenwichtswaterdamppartijdruk van de ontbindingsreactie met aluminiumhydroxide toeneemt en de ontbindingstemperatuur dienovereenkomstig toeneemt.

Aluminiumhydroxide oppervlaktecoating verwijst naar het gebruik van bepaalde stoffen die elementen zoals P, N, Ti, Zr, Si, Mg, Ca, enz. bevatten als modificatoren,die reageren met aluminiumhydroxide in een bepaald systeem (fysieke of chemische reactie), of reageren met bepaalde stoffen in het systeem om een coatinglaag op het oppervlak van aluminiumhydroxide te vormen.

Wang Jianli et al. 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 mannerHet vormt een kern van magnesiumhydroxide met een coating van aluminiumoxide.De aanvankelijke thermische ontbindingstemperatuur van het bereide aluminium-magnesiumcomposit vlamvertrager kan worden verhoogd tot 260°C.Na het vullen met organische polymeren kan de zuurstofindex 33 bereiken, waardoor het vlamvertragend niveau wordt bereikt.Nadat het product is gevuld met organische polymerenNa het gebruik van de composietmodificator PNC om aluminiumhydroxide met natte coating te vervaardigen, werd de methode in het verwerkingsapparaat gebruikt.de aanvankelijke waterverliestemperatuur van aluminiumhydroxide verhoogd met 21°C, en de verspreiding van het poeder werd tegelijkertijd verbeterd. 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, maar ook de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide aanzienlijk verbeteren.

Het verwerkingsproces van de oppervlaktecoating met aluminiumhydroxide is eenvoudig en de behandelingskosten zijn laag.Het nadeel is dat het bereik van verhoging van de ontbindingstemperatuur van aluminiumhydroxide beperkt is..

2.2 Behandeling met chemische verbindingen

Chemische verbinding van aluminiumhydroxide verwijst naar een methode om onder bepaalde omstandigheden chemisch met andere stoffen samen te gaan om nieuwe stoffen te vormen.Dit is een effectieve methode om de ontbindingstemperatuur van aluminiumhydroxide te verhogenDe reactie tussen aluminiumhydroxide en oxaalzuur kan basisaluminiumoxalaat produceren.De vlamvertragende eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van aluminiumhydroxideDoor de verbeterde thermische stabiliteit heeft het goede eigenschappen en kan het worden gebruikt voor nylon, PBT, PET en andere polymeren.Fosforzuur reageert met aluminiumhydroxide tot pentavalent aluminiumfosfaat, die nog steeds een goede thermische stabiliteit heeft bij een temperatuur van meer dan 350 °C. Aluminiumfosfaat heeft een zeer goed vlamvertragend effect op zuurstofhoudende polymeren zoals thermoplastisch polyester,PBTDe hoeveelheid zuurstof die wordt toegevoegd is klein, maar slechts 15% tot 20% kan de zuurstofindex oplopen tot meer dan 40%.Chemische samenstelling van aluminiumhydroxide kan de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide aanzienlijk verbeterenHet is echter moeilijk om sommige methoden van chemische samenstelling op grote schaal toe te passen.

2.3 Hoogzuiveringsbehandeling

Hoge zuivering verwijst naar het verbeteren van de zuiverheid van aluminiumhydroxide en het verminderen van het gehalte aan ionische onoplosbare stoffen in aluminiumhydroxide, met name Na_{2 O, zodat}de massafractie van Na_{2O is minder dan 0,2%.}Het product heeft een laag Na₂O-gehalte, is ultrafijn, heeft een groot specifiek oppervlak en heeft uitstekende elektrische eigenschappen.Een hoge zuivering van aluminiumhydroxide kan de ontbindingstemperatuur van aluminiumhydroxide aanzienlijk verhogen en sommige speciale eigenschappen van vlamvertragers verbeterenDeze methode is echter moeilijk te bereiden, kost veel geld en heeft een beperkte toepassingsomvang.

2.4 Behandeling van gedeeltelijke uitdroging

Na het verwarmen van aluminiumhydroxide wordt een deel van het chemische water verwijderd, het schijnbare moleculaire aantal chemisch water wordt verminderd,en een deel van het aluminiumhydroxide wordt omgezet van een gibbsite-type naar een boehmite-type structuur, waardoor de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide wordt verbeterd. Nadat aluminiumhydroxide gedeeltelijk is gedehydrateerd en vervolgens is gemodificeerd met organische stof, heeft het resulterende product een hoge thermische stabiliteit,is niet-hygroscopischDeze methode verwijdert een deel van het kristalwater in de aluminiumhydroxide structuur.die zijn vlamvertragende eigenschappen tot op zekere hoogte zal verminderen.

3 Conclusies

Aluminiumhydroxide is een vlamvertrager met uitstekende alomvattende eigenschappen en een van de tekortkomingen is de slechte thermische stabiliteit.Onder de methoden voor het verbeteren van de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide valt onder meer oppervlaktecoating.De meeste onderzoeken zijn gericht op de oppervlaktecoating en het oppervlaktecoatingproces is flexibel.Het kan worden gecombineerd met het bestaande aluminiumhydroxide vlamvertrager bereidingsprocesDeze methode verandert de kristalstructuur van het aluminiumhydroxide vlamvertragend middel niet, maar voegt alleen een coatinglaag aan het oppervlak toe.die de stabiliteit van aluminiumhydroxide tot op zekere hoogte kan verbeterenChemische composietbehandeling verandert de kristalstructuur van aluminiumhydroxide volledig, verbetert de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide effectief,en de verwerkingskosten zijn relatief hoogEen goedkope chemische composiet om de thermische stabiliteit van aluminiumhydroxide te verbeteren is een richting die moet worden versterkt.